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电力电子型分布式三相不平衡治理方法


技术摘要:
本申请公开了电力电子型分布式三相不平衡治理方法,包括对低压配电台区拓扑搭建及用户分析,合理安装分布式AUC,每台AUC对各自分支进行不平衡的检测,并在主机处或各设备互相通信,进行台区总体的不平衡分析,结合各台设备检测的分量及总体不平衡量,计算各分支不平衡  全部
背景技术:
公变台区下用户较多,其配电拓扑非常复杂,分支多而乱,且各用户的用电具有很 大的随机性,因此公变台区不可避免出现三相不平衡现象。线路三相不平衡会产生零线电 流,过大的零线电流会增加线损,且产生零线发热现象,影响线路安全。对于农网台区,由于 布线较为复杂,容易某条分支线路过长,再加上电流不平衡等原因,会产生线路末端低电压 现象,影响用户用电设备的正常运作。同时,国家电网公司针对配电台区三相不平衡也发布 相关通知,对三相电流不平衡度及零线电流进行考核。因此,三相不平衡治理对于电网公司 及电力用户均至关重要。 针对三相不平衡电流,有三种治理方案:1、换相开关型:对单相负荷进行切换,从 负荷侧解决三相不平衡,但是安装工作量较大,实现复杂度较高;2、电容器型:在相线间跨 接电力电容器,实现有功功率转移,易于安装,但该方式补偿精度低,且容易过补;3、电力电 子型:以IGBT为核心,实现三相电流精确调整,易于安装。 在上述三种治理方案,只有换相开关是从负荷侧解决三相不平衡问题,从而有效 降低支路的不平衡电流,在降低线路电流方面有明显的优势,但其固有的缺点同样不可忽 略。电力电子型三相不平衡治理设备(AUC)通常只是治理变压器出线侧,保证变压器三相出 力均衡,提高变压器安全性,并降低变压器损耗。若将AUC安装于低压线路分支处,可完全替 代换相开关,且安装方便,安全性高。但若每一台AUC均就地补偿,会造成多台设备出力在某 节点处互相抵消的现象,造成设备出力浪费,线路损耗过大。因此需要深入研究分布式电力 电子型三相不平衡补偿方案,在保证网侧电流三相平衡的前提下,治理设备的损耗达到最 小。
技术实现要素:
本发明的目的是提供一种电力电子型分布式三相不平衡治理方法,该系统利用小 型化分布式AUC进行三相不平衡治理,AUC分布在低压配电线路的分支处,各台设备检测各 自支路的不平衡电流,并将不平衡电流信息进行共享,综合分析各自所需补偿的电流,降低 各自设备的损耗,且能提高低压配电支路和变压器出线侧的平衡度,实现局部良好全局最 优的性能。 本发明提供一种电力电子型分布式三相不平衡治理方法,包括: 1、台区综合分析:建立或者从相关系统中导出农网公变台区低压配电拓扑,并从 主站中得到该台区的用电量数据及电压电流等曲线数据,计算台区的低压线路损耗,分析 台区的用户分布、网侧电流三相不平衡信息及无功电流数据,进一步分析台区是否需要进 行三相不平衡治理。若非人为因素导致的线损过高,或网侧电流三相不平衡较大,不满足国 3 CN 111600319 A 说 明 书 2/4 页 网对公变台区的三相不平衡度指标,则需进行分布式三相不平衡治理。 2、分布式AUC安装点确定:根据变压器容量及通常的负载率,拟定分布式AUC的总 容量和台数,并根据低压配电拓扑及台区用户在各分支的分布情况,选取安装分布式AUC的 位置,以每台分布式AUC治理的用户数均衡为原则,以用户的用电量为参考,安装分布式 AUC。 3、分布式AUC补偿策略:每台设备分别采集各自支路的电压和电流,分析计算出各 自支路的三相不平衡分量的幅值和相位;各台设备互相通信,可配备主机进行信息采集及 指令发送,计算台区总负载侧的负序电流及零序电流的相位和幅值;根据总负载侧相位及 每台分布式AUC各自检测的幅值和相位,计算每台分布式AUC检测结果在总负载侧不平衡分 量方向上的投影;由于负载的随机性,得到的每个投影并非都和负载侧的不平衡分量同向, 也可能会有反向的投影,若所有设备不论投影正向或反向,均根据投影大小和相位进行补 偿,则明显会使得多台设备电流抵消的情况,从而造成设备出力浪费,增大设备损耗,从而 增大线损;因此考虑只补偿投影与总不平衡分量同向的电流分量,反向的分量并不进行补 偿,从而消除了设备电流互相抵消的现象,在保证总网侧平衡的前提下,降低了设备出力造 成的线路损耗。 其中,还包括: 若实际现场应用时,难以判断每个分支和用户的关系及支路与干路的关系,则只 需确定台区与用户群的关系即可,连接关系不需太精确。 若分布式AUC的治理区域不能涵盖整个低压配电线路,或由于线路拓扑不明确等 原因无法保证分布式AUC的全面分布,则需要在变压器出线侧,即在总网侧添加主机,进行 信息采集及指令分配,保证分布式AUC在整个台区全面覆盖,保证了不平衡治理的效果。 鉴于支路最末端的电流,会在整条线路上造成线路损耗,因此若低压拓扑结构准 确,可明确末端支路,则末端支路的分布式AUC可全部补偿,剩余其他分布式AUC按上述补偿 方式,补偿投影正方向分量,即可保证最平衡的电流流经的线路最长,继续消除线路阻抗引 起的损耗。 若台区低压配电系统中,有一台或多台分布式AUC存在反向的投影,则其余设备的 正向投影总和大于总负载侧的不平衡分量,因此需要计算一个比例系数,每台投影为正向 的分布式AUC只需补偿其各自投影的该比例系数,即可满足总网侧平衡。 还包括: 由于分支处存在三相负载不平衡,容易造成三相电压不平衡,易在负载较大的一 相出现末端低电压现象,造成用电设备的不正常运行,影响用户正常用电。分布式AUC在分 支处就地补偿,可在补偿点实现电压的平衡,避免或缓解末端低电压现象,有利于用户更好 地用电。 本发明所提供的一种电力电子型分布式三相不平衡治理方法,包括低压台区分 析,分布式AUC安装位置的选取以及分布式补偿策略,可在不明确低压配电拓扑的情况下, 依然能够有效进行三相不平衡治理,降低低压配电线路损耗,解决或缓解分支末端低电压 现象。 该方法利用组网通信思想,联合各台分布式AUC检测的不平衡信息,分析计算每台 设备的最高性价比方案,对每台设备进行指令下达,达到局部良好全局最优的结果。 4 CN 111600319 A 说 明 书 3/4 页 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的介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本 发明的实施例,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 提供的附图获得其他附图。 图1为本发明实施例所提供的低压台区拓扑及分布式AUC示意图; 图2为本发明实施例所提供的分布式AUC投影补偿方案示意图; 图3为本发明实施例所提供的分布式AUC投影正向补偿方案示意图; 图4为本发明实施例所提供的分布式AUC投影正向补偿方案算法流程图; 图5为本发明实施例所提供的分布式AUC不同补偿方案线路降损对比图; 图6为本发明实施例所提供的分布式AUC全补偿方案线路末端低电压抬升效果图; 图7为本发明实施例所提供的分布式AUC投影补偿方案线路末端低电压抬升效果 图; 图8为本发明实施例所提供的分布式AUC投影正向补偿方案线路末端低电压抬升 效果图; 图9为本发明实施例所提供的分布式AUC不同补偿方案下线路末端低电压抬升对 比图。
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