[发明专利]三相三线不平衡负荷补偿装置及其控制方法

权利要求书

1.一种三相三线不平衡负荷补偿装置，其特征是，它包括第一电流传感器组（1）、第二电流传感器组（2）、电流检测单元（3）、电压检测单元（4）、谐波电流运算单元（5）、锁相环运算单元（6）、指令电流运算单元（7）、第一补偿电流发生器（8）、第二补偿电流发生器（9）和第三补偿电流发生器（10），其中：

第一电流传感器组（1）中三个电流传感器的一次侧分别串联在被补偿电力线路L1、L2、L3中，二次侧接电流检测单元（3）的输入端；

第二电流传感器组（2）中三个电流传感器的一次侧分别串联在补偿电流输出线路中，二次侧接电流检测单元（3）的输入端；

电流检测单元（3）的检测结果送入谐波电流运算单元（5）和指令电流运算单元（7）；

电压检测单元（4）的三个输入端分别接被补偿电力线路L1、L2和L3，其检测结果分别送入锁相环运算单元（6）和谐波电流运算单元（5）；

锁相环运算单元（6）的运算结果送入指令电流运算单元（7）；

谐波电流运算单元（5）的运算结果送入指令电流运算单元（7）；

指令电流运算单元（7）的三相指令电流运算结果分别送入第一补偿电流发生器（8）、第二补偿电流发生器（9）和第三补偿电流发生器（10）；

第一补偿电流发生器（8）的两个补偿电流输出端分别接被补偿电力线路中的L1和L2；

第二补偿电流发生器（9）的两个补偿电流输出端分别接被补偿电力线路中的L2和L3；

第三补偿电流发生器（10）的两个补偿电流输出端分别接被补偿电力线路中的L3和L1。

2.如权利要求1所述三相三线不平衡负荷补偿装置的控制方法，其特征是，该方法的步骤为：

步骤一，检测被补偿电力线路中的三相电压瞬时值u₁，u₂，u₃；

步骤二，检测被补偿电力线路中的三相负荷电流瞬时值i₁，i₂，i₃；

步骤三，根据u₁，u₂，u₃由锁相环运算单元（6）采用锁相控制方法产生单位相量e₁，e₂，e₃，e₁₂，e₂₃，e₃₁；

步骤四，由谐波电流运算单元（5）采用快速傅立叶变换方法根据u₁，u₂，u₃和i₁，i₂，i₃计算i₁，i₂，i₃中的第j次谐波分量j=2,3,4……；

步骤五，由谐波电流运算单元（5）按下式计算需要补偿的谐波电流信号

i1h*=Σji1hj]]>

i2h*=Σji2hj]]>

i3h*=Σji3hj]]>

其中，j对需要补偿的谐波次数求和；

步骤六，由指令电流运算单元（7）按下式计算中间量q₁，q₂，q₃：

q1=1T∫0Te1i1dt≈1NΣj=1Ne1ji1j]]>

q2=1T∫0Te2i2dt≈1NΣj=1Ne2ji2j]]>

q3=1T∫0Te3i3dt≈1NΣj=1Ne3ji3j]]>

其中，i_1j，i_2j，i_3j分别为在每个工频周期T内对i₁，i₂，i₃进行N次数字采样的第j个采样值，采样周期为t由下式给出：

t=TN]]>

步骤七，由指令电流运算单元（7）按下式计算三相指令电流信号

iC12*=-[13(q1+q2-q3)e12+13(i1h*-i2h*)]]]>

iC23*=-[13(q2+q3-q1)e23+13(i2h*-i3h*)]]]>

iC31*=-[13(q3+q1-q2)e31+13(i3h*-i1h*)]]]>

步骤八，用三相指令电流信号分别控制第一补偿电流发生器（8）、第二补偿电流发生器（9）和第三补偿电流发生器（10）产生如下补偿电流：

iC12=-[13(q1+q2-q3)e12+13(i1h-i2h)]]]>

iC23=-[13(q2+q3-q1)e23+13(i2h-i3h)]]]>

iC31=-[13(q3+q1-q2)e31+13(i3h-i1h)].]]>

3.如权利要求2所述控制方法，其特征是，其中步骤三的具体计算方法为：

1）分别用u_1f，u_2f，u_3f表示u₁，u₂，u₃的基波正序分量，则有：

其中：U是被补偿电力线路中交流相电压的有效值，ω是交流电压的角频率，是A相电压初相角，与分别为B相和C相电压初相角；

2）由锁相环运算单元（6）采用公知的锁相控制方法，按下列表达式生成单位相量e₁，e₂，e₃，e₁₂，e₂₃，e₃₁：