[发明专利]电力三相三线动态负载的无功、谐波和不平衡的治理技术

说明书

技术领域

本发明涉及成本低廉，可靠性好，使用寿命长的一种电力三相三线动态负载的无功、谐波和不平衡的治理技术。

背景技术

随着社会的进步技术的发展，大量电力电子设备被投入到电网中使用，虽然这些设备给用户带来了技术上的优势和经济效益，却给电网造成了严重的污染，严重威胁到其他电力设备的安全运行。这些电力电子设备造成的污染主要分为以下几类。

无功功率：电力电子设备在使用过程会从电网中吸收大量的无功(例如电机传动控制系统)，并且由于使用了数字控制技术，提高控制精度和响应时间的同时带来了无功的剧烈波动。大量的无功会造成系统电压降低，变压器损耗增加，设备使用率低下，剧烈波动的无功会造成电压闪变。

谐波：电力电子设备的谐波问题总是伴随着无功发生。谐波会增加附加损耗，降低发电、输电及用电设备的效率和设备利用率；使电气设备(如旋转电机、电容器、变压器等)运行不正常，加速绝缘老化，从而缩短它们的使用寿命。

三相不平衡：三相不平衡问题会引起旋转电机的附加发热，导致以负序分量为启动分量的多种保护装置发生误动作，同时缩短用电设备的寿命；设备负载率低下，会造成设备容量资源的浪费。但长期以来低压系统除了尽量合理分配负荷外，几乎没有什么行之有效的手段进行合理调整。

对于特定行业，例如汽车零配件加工，轮船制造行业，由于使用大容量相间单相焊机，造成相间的负荷的严重不平衡，这种不平衡又造成电压不平衡，三相中某相电压会超过额定电压，某相电压会低于额定电压，这种电压的波动会引起焊接质量的问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于提供一种电力三相三线动态负载的无功、谐波和不平衡的治理技术，可对电网出现的以上三种电能质量问题实时进行综合治理，在改善无功功率的同时可滤除谐波，改善三相平衡，抑制电压闪变。

本发明的技术问题是按如下技术方案实现的：一种电力三相三线动态负载的无功、谐波和不平衡的治理技术，通过控制零放电时间无功调节器投切角分共混合接电抗电容串联回路，其特征在于，具体实现过程如下：补偿控制器检测电网各相的电压电流，实时计算各相有功功率和无功功率，根据无功功率和平衡补偿的需要计算各相间需要补偿的无功功率，结合实际电容电抗支路的运行情况量化投入切除支路并输出至执行部件；执行部件收到控制命令后，检测电压，找到合适的投入或切除点无涌流的投入或切除电容电抗支路；支路投入或切除后，相间电容电抗支路将补偿负载的无功功率，滤除谐波同时改善电网的平衡状况。

按照本发明提供的电力三相三线动态负载的无功、谐波和不平衡的治理技术，其特征在于，对于无功功率与谐波治理，可以通过补偿电容电抗串联支路进行补偿，而对于不平衡问题在使用过程中，若能将平衡治理与无功补偿、谐波治理结合起来，不但可以提高电能质量，同时降低用户治理电网污染的成本。

按照本发明提供的电力三相三线动态负载的无功、谐波和不平衡的治理技术，其特征在于，对于不平衡三相三线系统，可以认为不平衡是由于相间无功不平衡引起的，而相间有功是平衡的。因此可以通过相间补偿无功功率来平衡三相系统，负载在使用过程因为存在感性无功，所以可以通过补偿容性无功来改善三相平衡状况。

实现本发明的一种电力三相三线动态负载的无功、谐波和不平衡的治理技术，具有如下优点：补偿无功功率、滤除谐波的同时可改善三相平衡状况，改善用户的电网环境，降低用户投资成本；采用独特的控制算法结合快速的执行部件，能实时跟踪用户的负荷变化状况进行补偿；采用无涌流控制技术，避免在投入切除电容过程中产生过电压和过电流，延长整个装置的使用寿命。

附图说明

图1为本发明治理技术的系统方框图；

具体实施方式

如图1所示的一种电力三相三线动态负载的无功、谐波和不平衡的治理技术，首先，补偿控制器检测电网各相的电压电流，实时计算各相有功功率和无功功率，根据无功功率和平衡补偿的需要计算各相间需要补偿的无功功率，结合实际电容电抗支路的运行情况量化投入切除支路并输出至执行部件，以上过程在20ms内完成。然后，执行部件收到控制命令后，检测电压，找到合适的投入或切除点无涌流的投入或切除电容电抗支路，以上过程在20ms内完成，重复工作间隔小于20ms。最后，支路投入或切除后，相间电容电抗支路将补偿负载的无功功率，滤除谐波同时改善电网的平衡状况。

本发明的具体原理如下：

在电压对称的三相三线系统中