[发明专利]三相四线制电能质量综合治理装置及其控制方法和系统

说明书

本发明涉及三相四线制电能质量综合治理装置及其控制方法和系统，对负载电流进行相应地处理，得到零序电流分量和负序电流分量；对负载电流和直流支撑电容电压进行相应的处理，得到的三个分量分别作为零序电流控制环、负序电流控制环和正序电流控制环的输入参考值，零序电流控制环输出的零序调节信号、正序电流控制环输出的正序调节信号和负序电流控制环输出的负序调节信号通过调制之后生成开关器件的控制信号，以进行动态补偿控制。采用正、负、零序分离的电流解耦方式，分别进行正序、负序、零序动态补偿控制，能够提升动态补偿的可靠性以及动态补偿的效果。另外，还可以解决传统补偿电容的响应速度慢及不能双向补偿的问题，做到快速双向补偿。

技术领域

本发明涉及三相四线制电能质量综合治理装置及其控制方法和系统，属于三相交流电网动态补偿技术领域。

背景技术

随着近些年来配电网中新能源的大量接入以及电力电子技术的广泛应用，电网中增加了许多非线性电源及负载，例如家用光伏发电、汽车充电桩、变频节能家电等，使得电力系统中的电源类型与特性，电网拓扑结构和负荷构成发生深刻变化，而且在配电网还存在着大量的单相、不对称、非线性、冲击性负荷，这些因素均带来了新的电能质量问题，包括三相负荷不平衡严重、功率因数偏低、电压合格率低等。三相负荷不平衡及功率因数偏低会导致电网损耗增大，关键设备出现过流故障甚至损坏等问题。

现在配电台区广泛使用是智能电容器补偿，智能电容器由接触器或复合开关投切，响应速度较慢，应对快速变化的无功及三相不平衡补偿无能为力；而且电容器为分组投切，不能提供连续的无功补偿，只能做到阶梯式的补偿，有可能发生过补或者欠补；另外有时电网还需要补偿感性无功，而智能电容器只能提供容性无功，不能做到双向补偿；再有对于三相负荷不平衡问题，电容补偿只能靠无功转移的方式进行调节，作用有限；近两年也出现了用低压静止无功发生器替代智能电容器，同时解决无功补偿及三相不平衡的问题，但是此类装置部分采用三相三线变换器，这种变换器并不能很好的补偿零序电流；也有一部分采用电容中点式变换器，电容中点与N线直接连接，此种变换器也存在一定的问题，在调节三相负荷不平衡时存在电容中点偏移控制与补偿零序电流相互耦合的问题，控制效果较差。

授权公告号为CN206412773U的中国专利文件中公开了一种三相四桥臂无功补偿器，包括检测模块、滤波模块、变流器和控制模块，变流器为三相四桥臂电路，三相四桥臂电路的交流侧通过滤波模块连接三相交流电网，直流侧连接电容单元，检测单元检测三相交流电网以及其他相关位置处的电流和电压信息，并将检测到的数据信息输出给控制模块，控制模块通过相应的驱动信号开控制三相四桥臂电路中的开关器件的通断，实现对三相交流电网的无功补偿。虽然该三相四桥臂无功补偿器能够实现电网无功补偿，但是，该中国专利文件中并没有给出具体的无功补偿控制策略，采用现有的控制策略的话，无功补偿的效果还是较差。

发明内容

本发明的目的是提供一种三相四线制电能质量综合治理装置的控制方法，用以解决现有的无功补偿方式补偿效果较差的问题，同时还可以进行三相负荷不平衡补偿。本发明同时提供一种三相四线制电能质量综合治理装置的控制系统和一种三相四线制电能质量综合治理装置。

为实现上述目的，本发明包括以下技术方案。

控制方法方案一：本方案提供一种三相四线制电能质量综合治理装置的控制方法，对负载电流进行相应地处理，得到零序电流分量和负序电流分量；对负载电流和直流支撑电容电压进行相应的处理，得到正序电流分量，零序电流分量、负序电流分量和正序电流分量分别作为零序电流控制环、负序电流控制环和正序电流控制环的输入参考值，零序电流控制环输出的零序调节信号通过调制之后生成用于控制与N相对应的桥臂上的开关器件的控制信号；正序电流控制环输出的正序调节信号和负序电流控制环输出的负序调节信号叠加生成叠加调节信号，叠加调节信号通过调制之后生成用于控制与A、B、C三相对应的桥臂上的开关器件的控制信号，根据相应的控制信号控制对应桥臂上的开关器件的开断实现动态补偿。