[发明专利]一种治理三相不平衡的台区系统及控制方法

说明书

本发明公开一种治理三相不平衡的台区系统及控制方法。该系统包括台区集中控制器、动态补偿装置、换相开关、采集器等设备，采集器采集每条支路的电流，并与每条支路中的换相开关通信。台区集中控制器与采集器之间相互通信，台区集中控制器与动态补偿装置之间相互通信。本发明采用台区集中控制器控制换相开关和动态补偿装置，解决由于高比例单相光伏接入低压台区带来的三相不平衡问题。

技术领域

本发明涉及电能质量领域，具体地，涉及一种治理三相不平衡的台区系统。

背景技术

家庭屋顶光伏因没有地域限制、占用空间少、经济效益高及能源政策支持等原因得到了极大的发展，但是光伏发电输出受光照强度、环境温度、入射角及转换效率等因素影响，其输出功率具有随机性和波动性。高比例单相光伏无序接入及负荷用电各异带来的低压三相不平衡逐渐凸显，成为日益迫切需要解决的电能质量问题。

发明内容

(一)发明目的

本发明的目的是提供一种治理三相不平衡的台区系统，解决由于高比例单相光伏接入低压台区带来的三相不平衡问题。

(二)技术方案

为解决上述问题，本发明的一个方面提供了一种治理三相不平衡的台区系统，其特征在于，该系统包括配电网、断路器、低压配电变压器、采集器、台区集中控制器、动态补偿装置和k条支路，其中k为大于等于1的整数；所述配电网通过所述断路器和所述低压配电变压器连接母线，所述动态补偿装置与所述k条支路并联接入变压器低压侧母线，所述k条支路中的每条支路均包括若干个单相光伏、用户负荷和换相开关，所述换相开关连接于所述单相光伏或所述单相负荷与所述支路之间；采集器采集每条支路的电流，并与每条支路中的换相开关通信；所述台区集中控制器与所述采集器之间相互通信，所述台区集中控制器与所述动态补偿装置之间相互通信。

根据本发明的一个方面，所述采集器用于接收每条支路的换相开关上送的当前相位及电流信息、采集各支路电流及变压器低压侧线路电流，计算各支路及变压器低压侧线路三相不平衡度，并上送至台区集中控制器。

根据本发明的一个方面，所述台区集中控制器用于根据所述采集器的上送信息计算最优的换相开关，并将换相开关切换的控制指令下发至采集器，采集器接收到台区集中控制器的所述控制指令并下发至对应的换相开关，所述换相开关接收采集器下发的控制指令，实现当前相位的切换。

根据本发明的一个方面，所述动态补偿装置为静止无功发生器，用于接收台区集中控制器下发的相电流输出指令，实现相应的相电流输出。

根据本发明的一个方面，台区集中控制器与采集器集成为一个装置。

本发明的另一个方面提供一种治理三相不平衡的控制方法，包括以下步骤：

S1：判断各支路电流不平衡度是否大于设定值，如果是，则转入S2，如果否，则转入S5；

S2：选择支路换相开关；

S3：下发换相开关换相命令；

S4：判断支路电流不平衡度是否大于设定值，如果是则转入S2；若支路电流不平衡度依然小于设定值或者已经无最合适换相开关选择时，则转入S5；

S5：判断变压器低压侧线路电流不平衡度是否大于设定值，如果是，则转入S6，如果否，则结束；

S6：控制动态补偿装置调整不平衡补偿电流。

根据本发明的另一个方面，当某支路电流不平衡度大于设定值时，台区集中控制器根据上送的三相电流信息，判断出支路的重载相及轻载相，设重载相电流为I_max、轻载相电流为I_min，

设置目标函数为