[实用新型]有源电力负载平衡装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种电网辅助设备，具体涉及一种有源电力负载平衡装置。

背景技术

在实际用电中，电网的三相负载间普遍存在不平衡电流。当三相电流不平衡时，就会存在零线电流。在城市民用电网及农用电网中，存在大量的单相负荷，三相间电流不平衡现象尤为严重。而且电流不平衡的程度越大，零线电流就越大。当零线电流存在并达到一定值时，除了会增加线路和变压器的损耗外，还将严重危及用电设备和电力供电系统的安全运行。

降低零线电流的解决方法，目前主要采用的是合理分配用电负荷，主要有以下三种：

方案一：在三相之间加入电容、电抗组成的LC回路转移相的有功电流，通过对负载电路进行特定的移相匹配后，可以调节电网中有功电流的平衡，从而降低零线电流。

方案二：采用“之”字型的变压器绕组模式，通过改变变压器绕组结构，可以在一定的负载范围内调整电网负载的不平衡，起到降低零线电流的作用。

方案三：采用以电力有源滤波器为代表的电能质量调节装置，在滤除电网谐波、补偿无功电流的同时，可以调节电网不平衡电流，基本消除零线电流。

现有技术的三种方案分别存在以下缺点：

方案一：不能单独进行零线电流的抑制，在消除零线电流的同时，一定会同时向电网中注入无功电流。只能对特定负载实现最好消除效果，要实现大范围的调解必需采用有级调解。只能对负载基波分量产生效果，谐波电流可能会引发谐振，危害设备安全。

方案二：需要对现有变压器绕组进行重新绕制或更换为定制特殊变压器。采用变压器铁心饱和特性，会产生额外铁心损耗。只能对负载基波分量产生效果，谐波电流可能会引发谐振或额外损耗，危害设备安全

方案三：信号检测方法复杂，为实现对三相电网的谐波和无功电流的治理，就必须同时检测三相信号，检测电路复杂，实时性要求高。为取得电流控制指令，需要对三相信号进行多次数学变换，从当前电流中分别分离出有功电流，基波电流，各次谐波电流，各次电流正序、负序、零序电流。运算过程复杂，除了对平衡装置的运算速度和处理能力要求较高外，计算所得的电流控制指令与实际理论中的电流控制指令存在一定的延时，对输出控制带来主要控制误差。设备主要用于滤除电网谐波或无功电流，在此基础上实现电网电流的平衡，从而消除零线电流，也即消除零线电流是滤除电网谐波或无功电流的结果。因此主要的设备容量用于解决谐波和无功电流。用于消除零线电流，设备的有效容量只能达到设备全部容量的很小一部分，设备的容量利用率过低。

实用新型内容

针对上述现有技术的问题，本实用新型提供了一种有源电力负载平衡装置，能够有效消除电网中的零线电流，保证电网的平衡。

本实用新型提供了一种有源电力负载平衡装置，包括：

主电路系统，其包括：相互并联的三相桥逆变器和半桥逆变器，其中，所述三相桥逆变器具有分别连接到所述电网的三相的三个连接端，半桥逆变器具有连接到所述电网的零线的连接端；和控制电路系统，其具有连接到电网的检测端和连接到所述主电路系统的驱动端。

在一个实施例中，优选地，控制电路系统包括：信号检测电路、数字信号处理模块、驱动电路；优选地，信号检测电路具有连接到电网零线的所述检测端和连接到所述数字信号处理模块的输出端；数字信号处理模块具有连接到所述信号检测电路的输入端和连接到所述驱动电路的输出端；驱动电路具有连接到所述数字信号处理模块的输入端和作为输出端的所述驱动端。

在一个实施例中，优选地，驱动电路进一步包括：放大电路。

在一个实施例中，优选地，信号检测电路包括一个DSP数字信号处理器。

在一个实施例中，优选地，数字信号处理模块包括一个脉宽调制PWM控制模块。

在一个实施例中，优选地，半桥逆变器的单臂电流容量为所述三相桥逆变器的单臂电流容量的三倍以上。

通过本实用新型提供的有源电力负载平衡装置，能够消除零线电流，降低线路和变压器的损耗，保障用电设备和电力供电系统的安全运行，实现电网的平衡。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，以下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，以下描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图所示实施例得到其它的实施例及其附图。

图1为有源电力负载平衡装置一种实施例的各部分构成示意图。