一种零序电流补偿方法及装置与流程

本发明涉及电力电子技术领域，具体涉及一种零序电流补偿方法及装置。

背景技术：

电力作为当今应用最广泛的能源形式，是各类产业发展的前提条件，随着各高新产业的发展，以及电力改革的推进，使得电力供应既要跟上不断增长的电力容量需求，还要能够满足越来越高的供电质量要求。

目前，电能质量问题主要体现在无功补偿、谐波治理及三相不平衡。用户大多处于配电网的末端，并且大多为单相负荷，由于三相负荷是随机变化的，通常是不平衡的，从而产生三相不平衡电流，导致三相电压不平衡，从而增加线路损耗，影响公用电网的安全运行，甚至会造成大面积停电；严重时还会导致用户设备损坏、产品报废、数据丢失等问题。对于三相不平衡电流，可分解为正序电流、负序电流和零序电流。在配电网的末端，通常是由于大量单相负荷分配不均，而产生大量的零序电流，零序电流是造成三相不平衡的主要原因。现有技术中，可以采用静止无功发生器(staticvargenerator，简称svg)或z型变压器等装置进行零序电流补偿。但是，svg的零序电流补偿能力受电力电子器件和直流侧电容器的影响，且控制算法复杂，成本较高；z型变压器补偿的零序电流取决于负荷零序电流的大小，当负荷零序电流过大时，易造成z型变压器过流甚至损坏。

技术实现要素：

针对现有技术中存在的上述问题，本发明实施例提供一种零序电流补偿方法及装置，能够至少部分地解决现有技术中存在的问题。

一方面，本发明提出一种零序电流补偿方法，包括：

获得z型变压器的零序电流；

若判断获知所述z型变压器的零序电流大于预设值，则根据零序电流补偿规则确定所述z型变压器的补偿零序电流和静止无功发生器的补偿零序电流；

发送第一零序电流补偿指令至所述z型变压器，并发送第二零序电流补偿指令至所述静止无功发生器以实现零序电流补偿；其中，所述第一零序电流补偿指令携带所述z型变压器的补偿零序电流，所述第二零序电流补偿指令携带所述静止无功发生器的补偿零序电流。

另一方面，本发明提供一种零序电流补偿装置，包括：

获得单元，用于获得z型变压器的零序电流；

第一判断单元，用于在判断获知所述z型变压器的零序电流大于预设值之后，根据零序电流补偿规则确定所述z型变压器的补偿零序电流和静止无功发生器的补偿零序电流；

发送单元，用于发送第一零序电流补偿指令至所述z型变压器，并发送第二零序电流补偿指令至所述静止无功发生器以实现零序电流补偿；其中，所述第一零序电流补偿指令携带所述z型变压器的补偿零序电流，所述第二零序电流补偿指令携带所述静止无功发生器的补偿零序电流。

再一方面，本发明提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现上述任一实施例所述零序电流补偿方法的步骤。

又一方面，本发明提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述任一实施例所述零序电流补偿方法的步骤。

本发明实施例提供的零序电流补偿方法及装置，由于能够获得z型变压器的零序电流，并在判断获知所述z型变压器的零序电流大于预设值之后，根据零序电流补偿规则确定z型变压器的补偿零序电流和静止无功发生器的补偿零序电流，然后发送第一零序电流补偿指令至z型变压器和第二零序电流补偿指令至静止无功发生器以实现零序电流补偿，实现z型变压器和静止无功发生器同时进行零序电流的补偿，有效防止z型变压器过流，同时提高了零序电流的补偿容量。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中：

图1是本发明一实施例提供的三相不平衡补偿装置的结构示意图。

图2是本发明一实施例提供的零序电流补偿方法的流程示意图。

图3是本发明另一实施例提供的零序电流补偿方法的流程示意图。

图4是本发明一实施例提供的零序电流补偿装置的结构示意图。

图5是本发明另一实施例提供的零序电流补偿装置的结构示意图。

图6为本发明一实施例提供的电子设备的实体结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合附图对本发明实施例做进一步详细说明。在此，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，但并不作为对本发明的限定。

图1是本发明一实施例提供的三相不平衡补偿装置的结构示意图，如图1所示，本发明实施例提供的三相不平衡补偿装置包括静止无功发生器1、z型变压器2和检测单元(图中未示出)，svg1的交流侧通过连接电感并联到电网(a相、b相和c相)，svg1的直流侧中点连接接所述电网的中性线(n)，z型变压器2直接并联接入所述电网，所述检测单元可以检测流过z型变压器2的零序电流、流过svg1的三相电流和零序电流以及流过负载的零序电流，然后采用本发明实施例提供的零序电流补偿方法，发送相关零序电流补偿指令至svg1和z型变压器2，进行零序电流补偿。其中，所述检测单元可以包括用于电流检测的电流互感器以及用于执行本发明实施例提供的零序电流补偿方法的控制器，所述控制器与所述电流互感器相连，所述控制器包括但不限于pid控制器。svg1是一种连续无功补偿设备，其三相四线设备可以实现不平衡无功功率的补偿，同时补偿负序电流，从而实现不平衡补偿的功能。z型变压器2能够实现大量零序电流的补偿。可理解的是，所述电网接入的是单相负荷的负载，所述负载引起了所述电网的电压不平衡。

图2是本发明一实施例提供的零序电流补偿方法的流程示意图，如图2所示，本发明实施例提供的零序电流补偿方法，包括：

s201、获得z型变压器的零序电流；

具体地，所述三相不平衡补偿装置的检测单元可以通过电流互感器直接检测获得流过z型变压器的零序电流，得到z型变压器的零序电流。或者，所述检测单元可以检测流过负载的零序电流，得到负载侧零序电流，同时检测流过svg的零序电流，得到svg的零序电流，然后用所述负载侧零序电流减去svg的零序电流，得到所述z型变压器的零序电流。

s202、若判断获知所述z型变压器的零序电流大于预设值，则根据零序电流补偿规则确定所述z型变压器的补偿零序电流和静止无功发生器的补偿零序电流；

具体地，所述检测单元获得所述z型变压器的零序电流之后，将所述z型变压器的零序电流与预设值进行比较，如果所述z型变压器的零序电流大于所述预设值，说明需要采用z型变压器和svg共同进行零序电流的补偿，那么所述检测单元根据零序电流补偿规则确定所述z型变压器的补偿零序电流和svg的补偿零序电流。所述z型变压器的补偿零序电流和svg的补偿零序电流用于补偿所述电网三相不平衡时产生的零序电流，保证所述电网的三相电压平衡。其中，所述预设值可以设置为所述z型变压器的额定零序电流的k倍，k大于0.5且小于1.2，k值根据实际经验进行设置，本发明实施例不做限定；所述零序电流补偿规则是预设的。

例如，所述零序电流补偿规则包括：所述z型变压器的补偿零序电流为所述预设值，所述静止无功发生器的补偿零序电流为所述z型变压器的零序电流减去所述z型变压器的额定零序电流的差值。一方面，使所述z型变压器的补偿零序电流不超过所述z型变压器的额定零序电流，能够有效防止所述z型变压器过流；另一方面，利用svg补偿超出所述预设值的零序电流，能够提高对零序电流的补偿容量。

s203、发送第一零序电流补偿指令至所述z型变压器，并发送第二零序电流补偿指令至所述静止无功发生器以实现零序电流补偿；其中，所述第一零序电流补偿指令携带所述z型变压器的补偿零序电流，所述第二零序电流补偿指令携带所述静止无功发生器的补偿零序电流。

具体地，所述检测单元在获得所述z型变压器的补偿零序电流和svg的补偿零序电流之后，向所述z型变压器发送第一零序电流补偿指令，所述第一零序电流补偿指令携带所述z型变压器的补偿零序电流，所述z型变压器接收到所述第一零序电流补偿指令之后，根据所述z型变压器的补偿零序电流对所述电网的零序电流进行补偿。并且，所述检测单元向svg发送第二零序电流补偿指令，所述第二零序电流补偿指令携带所述svg的补偿零序电流，svg接收到所述第二零序电流补偿指令之后，根据所述svg的补偿零序电流对电网的零序电流进行补偿。也就是说，z型变压器和svg同时对所述电网的零序电流进行补偿，以达到平衡所述电网的三相电压的目的。

本发明实施例提供的零序电流补偿方法，由于能够获得z型变压器的零序电流，并在判断获知所述z型变压器的零序电流大于预设值之后，根据零序电流补偿规则确定z型变压器的补偿零序电流和静止无功发生器的补偿零序电流，然后发送第一零序电流补偿指令至z型变压器和第二零序电流补偿指令至静止无功发生器以实现零序电流补偿，实现z型变压器和静止无功发生器同时进行零序电流的补偿，提高了零序电流的补偿容量。此外，在最大效率利用z型变压器进行零序电流补偿的同时，能够防止z型变压器过流。

在上述各实施例的基础上，进一步地，所述零序电流补偿规则包括：

所述z型变压器的补偿零序电流为所述预设值，所述静止无功发生器的补偿零序电流为所述z型变压器的零序电流减去所述z型变压器的补偿零序电流的差值。

具体地，所述零序电流补偿规则的原则是优先使用所述z型变压器进行零序电流的补偿，超出所述z型变压器补偿范围的零序电流使用svg进行进行补偿。所以设置所述z型变压器的补偿零序电流为所述预设值，超出所述预设值的零序电流由svg进行补偿，即svg的补偿零序电流为所述z型变压器的零序电流减去所述z型变压器的补偿零序电流的差值。

例如，所述预设值p＝kin0，k大于0.5且小于1.2，比如k取0.9，k的取值可根据应用场合和z型变压器的特性自行设定，in0为所述z型变压器的额定零序电流，当所述流过z型变压器的零序电流ii0>p时，所述z型变压器的补偿零序电流为p，svg的补偿零序电流为ii0-p。

在上述各实施例的基础上，进一步地，所述零序电流补偿规则包括：

所述z型变压器的补偿零序电流为所述预设值，所述静止无功发生器的补偿零序电流为负载侧零序电流减去所述z型变压器的补偿零序电流；其中，所述负载侧零序电流是预先获得的。

具体地，所述零序电流补偿规则的原则是优先使用所述z型变压器进行零序电流的补偿，超出所述z型变压器补偿范围的零序电流使用svg进行进行补偿。所以设置所述z型变压器的补偿零序电流为所述预设值，超出所述预设值的零序电流由svg进行补偿。可以采集获得负载侧零序电流，负载侧零序电流减去所述z型变压器的补偿零序电流，得到所述静止无功发生器的补偿零序电流。其中，所述负载侧零序电流是预先获得的。

例如，所述预设值p＝kin0，k大于0.5且小于1.2，比如k取0.9，k的取值可根据应用场合和z型变压器的特性自行设定，in0为所述z型变压器的额定零序电流，采集得到所述负载侧零序电流为il0，当所述流过z型变压器的零序电流ii0>p时，所述z型变压器的补偿零序电流为p，svg的补偿零序电流为il0-p。其中，在通过svg进行零序电流补偿的同时，可以采集得到svg的补偿零序电流的实际值is，如果is不等于il0-p，那么可以对is进行调整，使is等于il0-p。

图3是本发明另一实施例提供的零序电流补偿方法的流程示意图，在上述各实施例的基础上，进一步地，本发明实施例提供的零序电流补偿方法还包括：

s204、若判断获知所述z型变压器的零序电流小于或者等于所述预设值，则确定使用所述z型变压器单独进行零序电流补偿。

具体地，所述检测单元获得所述z型变压器的零序电流之后，将所述z型变压器的零序电流与所述预设值进行比较，如果所述z型变压器的零序电流小于或者等于所述预设值，说明零序电流的补偿处于所述z型变压器的承受范围之内，可以使用所述z型变压器单独进行零序电流补偿，所述检测单元可以单独向所述z型变压器发送零序电流补偿命令，使所述z型变压器进行零序电流的补偿，所述零序电流补偿命令携带所述z型变压器的零序电流，所述z型变压器需要补偿的零序电流就等于所述z型变压器的零序电流。由于优先使用z型变压器进行零序电流的补偿，能够减少svg补偿的零序电流，提高svg的补偿容量。

可理解的是，由于svg具有补偿三相负序有功电流、三相负序无功电流和三相正序无功电流的功能，无论是所述z型变压器的零序电流大于所述预设值的情况，还是所述z型变压器的零序电流小于或者等于所述预设值的情况，都可以利用svg补偿三相负序有功电流、三相负序无功电流和三相正序无功电流。

图4是本发明一实施例提供的零序电流补偿装置的结构示意图，如图4所示，本发明实施例提供的零序电流补偿装置，包括获得单元401、第一判断单元402和发送单元403，其中：

获得单元401用于获得z型变压器的零序电流；第一判断单元402用于在判断获知所述z型变压器的零序电流大于预设值之后，根据零序电流补偿规则确定所述z型变压器的补偿零序电流和静止无功发生器的补偿零序电流；发送单元403用于发送第一零序电流补偿指令至所述z型变压器，并发送第二零序电流补偿指令至所述静止无功发生器以实现零序电流补偿；其中，所述第一零序电流补偿指令携带所述z型变压器的补偿零序电流，所述第二零序电流补偿指令携带所述静止无功发生器的补偿零序电流。

具体地，获得单元401可以通过电流互感器直接检测获得流过z型变压器的零序电流，得到z型变压器的零序电流。或者，获得单元401可以检测流过负载的零序电流，得到负载侧零序电流，同时检测流过svg的零序电流，得到svg的零序电流，然后用所述负载侧零序电流减去svg的零序电流，得到所述z型变压器的零序电流。

第一判断单元402获得所述z型变压器的零序电流之后，将所述z型变压器的零序电流与预设值进行比较，如果所述z型变压器的零序电流大于所述预设值，说明需要采用z型变压器和svg共同进行零序电流的补偿，那么第一判断单元402根据零序电流补偿规则确定所述z型变压器的补偿零序电流和svg的补偿零序电流。所述z型变压器的补偿零序电流和svg的补偿零序电流用于补偿所述电网三相不平衡时产生的零序电流，保证所述电网的三相电压平衡。其中，所述预设值可以设置为所述z型变压器的额定零序电流的k倍，k大于0.5且小于1.2，k值根据实际经验进行设置，本发明实施例不做限定；所述零序电流补偿规则是预设的。

在获得所述z型变压器的补偿零序电流和svg的补偿零序电流之后，发送单元403向所述z型变压器发送第一零序电流补偿指令，所述第一零序电流补偿指令携带所述z型变压器的补偿零序电流，所述z型变压器接收到所述第一零序电流补偿指令之后，根据所述z型变压器的补偿零序电流对所述电网的零序电流进行补偿。并且，发送单元403向svg发送第二零序电流补偿指令，所述第二零序电流补偿指令携带所述svg的补偿零序电流，svg接收到所述第二零序电流补偿指令之后，根据所述svg的补偿零序电流对电网的零序电流进行补偿。也就是说，z型变压器和svg同时对所述电网的零序电流进行补偿，以达到平衡所述电网的三相电压的目的。

本发明实施例提供的零序电流补偿装置，由于能够获得z型变压器的零序电流，并在判断获知所述z型变压器的零序电流大于预设值之后，根据零序电流补偿规则确定z型变压器的补偿零序电流和静止无功发生器的补偿零序电流，然后发送第一零序电流补偿指令至z型变压器和第二零序电流补偿指令至静止无功发生器以实现零序电流补偿，实现z型变压器和静止无功发生器同时进行零序电流的补偿，提高了零序电流的补偿容量。此外，在最大效率利用z型变压器进行零序电流补偿的同时，能够防止z型变压器过流。

在上述各实施例的基础上，进一步地，所述零序电流补偿规则携带：

所述z型变压器的补偿零序电流为所述预设值，所述静止无功发生器的补偿零序电流为所述z型变压器的零序电流减去所述z型变压器的补偿零序电流的差值。

具体地，所述零序电流补偿规则的原则是优先使用所述z型变压器进行零序电流的补偿，超出所述z型变压器补偿范围的零序电流使用svg进行进行补偿。所以设置所述z型变压器的补偿零序电流为所述预设值，超出所述预设值的零序电流由svg进行补偿，即svg的补偿零序电流为所述z型变压器的零序电流减去所述z型变压器的补偿零序电流的差值。

在上述各实施例的基础上，进一步地，所述零序电流补偿规则包括：

所述z型变压器的补偿零序电流为所述预设值，所述静止无功发生器的补偿零序电流为负载侧零序电流减去所述z型变压器的补偿零序电流；其中，所述负载侧零序电流是预先获得的。

具体地，所述零序电流补偿规则的原则是优先使用所述z型变压器进行零序电流的补偿，超出所述z型变压器补偿范围的零序电流使用svg进行进行补偿。所以设置所述z型变压器的补偿零序电流为所述预设值，超出所述预设值的零序电流由svg进行补偿。可以采集获得负载侧零序电流，负载侧零序电流减去所述z型变压器的补偿零序电流，得到所述静止无功发生器的补偿零序电流。其中，所述负载侧零序电流是预先获得的。

图5是本发明另一实施例提供的零序电流补偿装置的结构示意图，如图5所示，在上述各实施例的基础上，进一步地，本发明实施例提供的零序电流补偿装置还包括第二判断单元404，其中：

第二判断单元404用于在判断获知所述z型变压器的零序电流小于或者等于所述预设值之后，确定使用所述z型变压器单独进行零序电流补偿。

具体地，第二判断单元404获得所述z型变压器的零序电流之后，将所述z型变压器的零序电流与所述预设值进行比较，如果所述z型变压器的零序电流小于或者等于所述预设值，说明零序电流的补偿处于所述z型变压器的承受范围之内，可以使用所述z型变压器单独进行零序电流补偿，第二判断单元404可以单独向所述z型变压器发送零序电流补偿命令，使所述z型变压器进行零序电流的补偿，所述零序电流补偿命令携带所述z型变压器的零序电流，所述z型变压器需要补偿的零序电流就等于所述z型变压器的零序电流。由于优先使用z型变压器进行零序电流的补偿，能够减少svg补偿的零序电流，提高svg的补偿容量。

图6为本发明一实施例提供的电子设备的实体结构示意图，如图6所示，该电子设备可以包括：处理器(processor)601、通信接口(communicationsinterface)602、存储器(memory)603和通信总线604，其中，处理器601，通信接口602，存储器603通过通信总线604完成相互间的通信。处理器601可以调用存储器603中的逻辑指令，以执行如下方法：获得z型变压器的零序电流；若判断获知所述z型变压器的零序电流大于预设值，则根据零序电流补偿规则确定所述z型变压器的补偿零序电流和静止无功发生器的补偿零序电流；发送第一零序电流补偿指令至所述z型变压器，并发送第二零序电流补偿指令至所述静止无功发生器以实现零序电流补偿；其中，所述第一零序电流补偿指令携带所述z型变压器的补偿零序电流，所述第二零序电流补偿指令携带所述静止无功发生器的补偿零序电流。

此外，上述的存储器603中的逻辑指令可以通过软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(rom，read-onlymemory)、随机存取存储器(ram，randomaccessmemory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

本实施例公开一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括存储在非暂态计算机可读存储介质上的计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，当所述程序指令被计算机执行时，计算机能够执行上述各方法实施例所提供的方法，例如包括：获得z型变压器的零序电流；若判断获知所述z型变压器的零序电流大于预设值，则根据零序电流补偿规则确定所述z型变压器的补偿零序电流和静止无功发生器的补偿零序电流；发送第一零序电流补偿指令至所述z型变压器，并发送第二零序电流补偿指令至所述静止无功发生器以实现零序电流补偿；其中，所述第一零序电流补偿指令携带所述z型变压器的补偿零序电流，所述第二零序电流补偿指令携带所述静止无功发生器的补偿零序电流。

本实施例提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储计算机程序，所述计算机程序使所述计算机执行上述各方法实施例所提供的方法，例如包括：获得z型变压器的零序电流；若判断获知所述z型变压器的零序电流大于预设值，则根据零序电流补偿规则确定所述z型变压器的补偿零序电流和静止无功发生器的补偿零序电流；发送第一零序电流补偿指令至所述z型变压器，并发送第二零序电流补偿指令至所述静止无功发生器以实现零序电流补偿；其中，所述第一零序电流补偿指令携带所述z型变压器的补偿零序电流，所述第二零序电流补偿指令携带所述静止无功发生器的补偿零序电流。

本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、cd-rom、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一个具体实施例”、“一些实施例”、“例如”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。