基于多变流器协调控制的三相负荷不平衡补偿系统的制作方法

本实用新型涉及配电网技术领域，特别是涉及一种基于多变流器协调控制的三相负荷不平衡补偿系统。

背景技术：

配电网的低压台区在实际运行管理中，三相负荷不平衡可造成配电变压器损耗增大、局部温升较大、使用寿命减少等问题，可造成低压线路中性点电位偏移、压降和功率损失增大、用户电压偏低等问题，可造成用电设备不能正常工作等问题。因此三相负荷不平衡给电网供电质量和安全经济运行带来诸多不利影响，是低压台区有待解决的重要问题。

低压台区三相不平衡的处理措施主要包括人工调整换相、智能换相和变流器补偿三种方式。人工调整换相即通过监测分析配变三相负荷数据，对负载重的相序进行人工换相，由于低压台区中用户负荷特征复杂、用电习惯差距大、用电随机性强等因素导致难以掌握三相负荷不平衡的动态变化规律，人工调整换相措施对三相负荷不平衡治理效果并不理想。智能换相即采用智能控制器，根据监测配变三相负荷数据对负载重的相序进行自动智能换相，该方式解决了人工调整换相的难以掌握三相负荷不平衡动态变化规律以及难以快速换相的问题，适用于台区用户负荷集中的场合，但存在用户短时断电、换相开关寿命短等不利影响。变流器补偿即在台区线路中并联接入变流器，对其接入点处的不平衡负荷电流进行补偿，以平衡配电变压器三相的负载电流。变流器补偿方式适用于台区用户负荷分散的场合，由于变流器并联接入台区且采用电力电子开关器件，不存在用户短时断电问题，同时使用寿命远超智能换相装置，是综合解决低压台区三相负荷不平衡等电能质量问题的较佳方式。

但目前的变流器补偿方式，主要是采用台区线路首端并联接入变流器的接入方式，存在设备成本较高、接入点后的线路损耗和低电压的问题。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种基于多变流器协调控制的三相负荷不平衡补偿系统，有效利用各变流器容量，减低设备成本，减轻负荷不平衡导致的线路损耗及低电压问题。

为达到上述目的，本实用新型提供一种基于多变流器协调控制的三相负荷不平衡补偿系统，其特征在于，包括：多个变流器型补偿装置；

各个所述变流器型补偿装置分别并联接入到配电主线与各分支线的T接点处，各个所述变流器型补偿装置通过其通讯接口与通讯总线相连接；

在补偿时，各个所述变流器型补偿装置通过所述通讯总线传送协调控制信号；各个所述变流器型补偿装置基于协调控制信号补偿由于负荷不平衡导致的配电主线电流不平衡分量。

上述基于多变流器协调控制的三相负荷不平衡补偿系统，利用变流器型补偿装置多点并联接入低压台区的配电主线，可以分段地改善低压线路的线路损耗和低电压问题，变流器型补偿装置通过通讯总线传送协调控制信号实现多点协调控制，有效利用各变流器的补偿容量，减少了设备成本，有效地减轻低压线路由三相负荷不平衡所导致的低电压现象。

附图说明

图1为本实用新型提供的基于多变流器协调控制的三相负荷不平衡补偿系统的结构示意图；

图2为变流器型补偿装置的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图阐述本实用新型的基于多变流器协调控制的三相负荷不平衡补偿系统的实施例。

参考图1，图1为本实用新型提供的基于多变流器协调控制的三相负荷不平衡补偿系统的结构示意图。包括：多个变流器型补偿装置11；

配电变压器20将中压(如10kV)转换为低压(如400V)后与配电主线21 (三相四线)连接，为各分支线上连接的负荷22供电；多个变流器型补偿装置11分别并联接入到400V配电主线21与各分支线的T接点处，用于补偿由于负荷22不平衡导致的配电主线电流不平衡分量；多个变流器型补偿装置11通过其通讯接口与通讯总线12相连接，如CAN(Controller Area Network，控制器局域网络)总线，对彼此的协调控制信号进行通讯。

上述实施例的技术方案，利用多台变流器型补偿装置11多点并联接入低压台区线路，分段地改善低压线路的线路损耗和低电压问题，各变流器型补偿装置11采用多点协调控制方式连接，下游变流器可使用剩余的补偿容量补偿上游变流器补偿容量的不足，有效利用各变流器的补偿容量，减少了设备成本，同时所产生的逆向潮流可更为有效地减轻低压线路由三相负荷不平衡所导致的低电压问题。

在一个实施例中，参考图2，图2为变流器型补偿装置的结构示意图。所述变流器型补偿装置11包括：依次连接的DC/AC功率模块31，数字信号处理器32和协调控制器33；

所述DC/AC功率模块31，可以采用IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor，绝缘栅双极晶体管)模块，与所述配电主线连接；

在一个实施例中，DC/AC功率模块31接收所述数字信号处理器32的控制脉冲，吸收接入点处配电网主线电流的不平衡分量；

所述数字信号处理器32可以采用DSP(Digital Signal Processing，数字信号处理)芯片，与所述配电主线连接，与所述DC/AC功率模块31连接；

在一个实施例中，数字信号处理器32向所述DC/AC功率模块31发送控制脉冲；

所述协调控制器33，可以采用单片机实现，通过通讯接口与所述通讯总线12连接；

在一个实施例中，协调控制器33通过所述通讯总线传送协调控制信号。

DC/AC功率模块31为变流器型补偿装置11的功率电路部分，与400V配电主线连接；

数字信号处理器32为变流器型补偿装置11的数据处理部件，一般采用DSP 芯片，与DC/AC功率模块31连接；

在一个实施例中，数字信号处理器32可以从DC/AC功率模块31得到实现控制需要的采样信号，并向DC/AC功率模块31发送控制脉冲.

数字信号处理器32与协调控制器33相连接，作为一种实施方式，协调控制器33可以进行如下使用，当协调控制器33禁用时，可实现所述变流器型补偿装置独立对其接入点下游三相负荷不平衡电流进行补偿；当协调控制器33工作时，数字信号处理器32响应接收到的协调控制器33的协调控制指令，修改其控制脉冲并发送到DC/AC功率模块31，实现多个变流器型补偿装置11的补偿容量的协调控制；

协调控制器33通过通讯总线12连接，从其他的变流器型补偿装置11中获取协调控制信号，并发送其生成的协调控制指令到数字信号处理器32。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

本实用新型基于多变流器协调控制的三相负荷不平衡补偿系统，提供一种良好的架构，可以便于在协调控制器33实现各种协调控制，例如，可以在协调控制器33中进行如下协调控制：

基于基频dq变换和低通滤波处理，计算变流器型补偿装置11接入点下游电流的负序和零序分量；采用矢量合成的方式将负序和零序分量合成三相补偿电流指令，如该指令超过变流器型补偿装置11的补偿能力，协调控制器33不响应从CAN通讯总线12获取的协调控制信号，不影响数字信号处理器32的工作，同时发送该变流器型补偿装置11的序号(由台区配电变压器低压侧首端到线路末端，依次对并联接入系统的变流器进行增序排序)和不足的容量值到CAN通讯总线12；如该指令未超过变流器型补偿装置11的补偿能力，响应从CAN通讯总线12获取的协调控制信号，根据该变流器型补偿装置11剩余的容量，按上游变流器的排序及其不足的容量值依次对上游变流器进行补偿的规则，计算协调控制信号，并发送到数字信号处理器32。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的优选实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。