[发明专利]三相不平衡调节系统并联投入系统、控制方法及装置

说明书

本发明涉及三相不平衡调节系统并联投入系统、控制方法及装置，将一台主三相不平衡调节系统并联投入电网的同时，该系统实时计算自身实际功率，当三相不平衡调节系统的实际功率大于设定的功率阈值时，将一台以上的从三相不平衡调节系统并联投入电网。本发明按照三相不平衡调节主系统中的实际功率情况，并联投入三相不平衡调节从系统的控制策略，满足了三相不平衡的调节需求，实现配电变压器输出侧三相不平衡的快速平滑调节，可以有效地降低配电线路的损耗、提高配电变压器的出力及提高配电系统安全运行能力，从而改善用户的供电质量。

技术领域

本发明属于电力系统配电网自动化技术领域，具体涉及三相不平衡调节系统并联投入系统、控制方法及装置。

背景技术

在电力系统中三相电流或电压幅值的不一致，且幅值差超过规定范围，称为三相不平衡。低压配电网主要是经10KV/0.4KV配电变压器降压供电的电压网络，由于配电网是三相与单相用户混合用电网，因此电压配电网常采用三相四线制线路供电。配电变压器输出侧接三相低压配电网的低压交流母线，低压交流母线经低压配电开关分配出多条低压出线。低压出线结合配电网实际负载情况分为三相用电支线和单相用电支线，或三相与单相混合用电支线。其中，单相用电支线要根据单相负载情况分别分配到三相配电交流母线中的A、B、C三相中的某一项以及N线中，构成单相供电回路。当A、B、C三相中的单相负载不相等时，配电变压器输出就会产生三相不平衡现象。

配电网中三相不平衡的存在对配电网线路的正常运行产生很多危害，主要包括增加线路的电能损耗、增加配电变压器的电能损耗、造成三相负载运行效率降低、影响用电设备安全运行、使配电变压器中产生零序电流、降低用电设备的使用寿命、降低变压器出力、增加配电网保护系统误动作造成的断电风险等，影响用户的正常生产与生活用电需求。

而且，在接入单相用电负荷时，虽然供电部门按照将单相负荷均匀分配到A、B、C三相中，而实际情况是单相负荷具有用电时间不一致、用电负荷大小不相同等随机性差异的特点，造成电压配电网中配电变压器供电运行过程中时刻存在不平衡现象。因此，低压配电网中配电变压器三相不平衡问题是低压配电网改造与治理的必须要面对的关键问题之一。

对于三相不平衡的问题国内学者进行了很多研究，但仍然没有完善的解决方案，目前，解决低压配电网三相不平衡的主要方法包括：

第一，人工检测调节负载法。即人工检测单相负荷情况进行调节各项负载，该方法配电网工作人员根据日常的经验，定期手动进行单相负载的平衡调节，首先需要投入大量的配电网工作人员以及工作时间，造成电网运行成本高等问题；其次，反复多次分合配电开关，存在降低开关使用寿命等问题；并且调节效果只能是阶跃式分步量化调节，存在过调节或调节不足等情况，调节精度低。

第二，相间无功补偿法。即在配电变压器低压侧采用相间无功补偿装置，使用相间无功补偿装置只能在一定程度上改善配电变压器输出运行情况，不能在根本上解决三相负载不平衡在成的电能需求不平衡问题，并且采用无功补偿会造成功率因数的变化，在实际应用中收到较大的限制，无法做到真正的有效调节。

第三，调相负荷开关调节法。即在用电负荷回路先串联调相负荷开关，通过调相负荷开关重新调节负荷在A、B、C三相中的分配，达到调节负荷不平衡的目的。但是要实现负荷的调节，需要串联多个调相负荷开关。若要实现精确的调节则需要很多个开关才能实现，增加了调节成本。此方法同样存在调节效果只能是阶跃式分步量化调节，存在过调节或调节不足等情况，调节精度低。除非串联与线路中所有单相负载一样多的调相负荷开关，才能实现精确调节，但这样需要有一个很庞大的控制系统来控制调相负荷开关的调节运行，增加总体成本。