[发明专利]一种三相不平衡调节装置及其限流的方法

说明书

本发明提供一种三相不平衡调节装置限流的方法，包括获取负载侧ABC三相电流及其对应同步的相位角，并基于旋转坐标将所获取到的负载侧ABC三相电流及其对应同步的相位角进行dq变换，计算出正序d轴、q轴电流分量及负序d轴、q轴电流分量；对正序d轴、q轴电流分量及负序d轴、q轴电流分量进行变换处理后，得到三相虚拟电流，并根据三相虚拟电流，确定动态及稳态限流判定值；将动态限流判定值与第一阀值以及将稳态限流判定值与第二阀值进行对比，并根据对比结果，确定当前进入的限流模式为动态限流模式或稳态限流模式。实施本发明，能够同时兼顾动态和稳态三相不平衡电流调节，避免造成其它设备的损坏以及功率和资源浪费的情况出现。

技术领域

本发明涉及电力配网技术领域，尤其涉及一种三相不平衡调节装置及其限流的方法。

背景技术

在低压三相四线制的配网供电系统中，由于用户侧接入多为单相负荷方式或单相负荷和三相负荷混用方式，并且负荷大小不同和用电时间的不同，因此容易导致低压供电系统三相负载的长期性不平衡，不仅增加了线路及变压器的损耗，还会降低变压器的出力甚至会影响变压器的安全运行，最终会造成三相电压的不平衡。随着电力电子行业的发展，基于电力电子技术的三相不平衡调节装置可以解决由于负载不平衡带来的三相不平衡。

如图1所示，三相不平衡调节装置并接在三相四线制的配网中，实现补偿负载N线上的电流，使得并入点的电网侧电流趋于均衡。该三相不平衡调节装置的补偿原理是，通过其上的环路控制电网侧ABC三相电感电流(输出电流)，使得输出的三相电感电流分离出的各个负序和零序分量，对应与负载侧的ABC三相负载电流分离出的各个负序和零序分量，大小相等，方向相反。

在图1中，三相不平衡调节装置采用高效率的T型三电平拓扑。首先，设计十二个个开关管，ABC三相中每一相均对应有四个开关管(如A相对应四个开关管Sa1-Sa4，B相对应四个开关管Sb1-Sb4，C相对应四个开关管Sc1-Sc4)，且上述十二个开关管的开通和关断，均通过DSP芯片控制产生的SPWM波来驱动实现控制产生相应的三相电感电流，达到补偿负载侧电流不平衡和无功的目的；其次，设计三组LCL滤波器来分别实现ABC三相的滤波功能，具体包括六个交流滤波电感L1-L6、三个交流滤波电容C11-C13；最后，设计正负直流母线电容组C1和C2，并采用一个环路作为正负母线差调节环路来控制电容C1和电容C2上的电压均衡，设计三个霍尔传感器H1，H2和H3分别采集三相不平衡调节装置上的ABC三相的电感电流作为提取控制环路的反馈量，以及设计三个CT传感器CT1、CT2和CT3分别采集负载侧ABC三相电流作为提取控制环路的给定量。该三相不平衡调节装置就是在负载侧ABC三相电流Ia′，Ib′，Ic′有效值不相等，且N相电流In′远大于0时，对电网侧进行补偿，使得补偿后的电网侧ABC三相电流Ia，Ib，Ic电流均衡。例如，负载侧ABC三相电流有效值分别为50A、100A、150A，加入该三相不平衡调节调节装置后，该三相不平衡调节调节装置分别对应电网侧ABC三相发出电流50A、0A、-50A进行补偿，使得补偿后的电网侧ABC三相电流有效值分别为100A，100A，100A。

但是，因负载侧的三相电流大小差异很大，采用现有的三相不平衡调节装置来补偿这些差异，特别容易形成单相过载、两相过载、动态突过载、稳态过载等多种复杂的情况。主要原因在于，现有的三相不平衡调节装置无法兼顾动态和稳态三相不平衡电流调节，所输出的补偿电流和预期的理想数值相比，容易出现过大或者过小。若过大(即没有限制住)，则会导致配网其它设备的损坏；若过小(即过度限制)，则导致功率和资源浪费。

发明内容

本发明实施例所要解决的技术问题在于，提供一种三相不平衡调节装置及其限流的方法，能够同时兼顾动态和稳态三相不平衡电流调节，避免造成其它设备的损坏以及功率和资源浪费的情况出现。

为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种三相不平衡调节装置限流的方法，其在并接于电网侧和负载侧间三相四线制线路上的三相不平衡调节装置上实现，所述方法包括以下步骤：