[发明专利]一种低成本三相电网电压不对称跌落补偿方法

说明书

随着新能源发电在配电中的广泛接入，其出力的随机性、不确定性会导致配电网末端的电压波动。为了解决这一问题，本发明公开一种低成本三相电网电压不对称跌落补偿方法，提出一种新型补偿电路拓扑，并制定相应的逆变器控制策略，实现三相电压不对称补偿功能。该发明对未来新能源配电网电压补偿具有借鉴意义。

技术领域

本发明属于电力系统调压领域中的电力电子设备应用。

背景技术

我国能源行业将目光聚焦于以光伏、风电为代表的可再生能源发电。新能源行业在我国起步较晚，但是发展迅猛，我国新能源装机容量年平均增速为32％，高居世界榜首。但是在实践过程中，也遭遇到一些问题，其中因为新能源出力的随机性与波动性，导致配电系统末端电压波动的问题尤为严重。现代电力系统负荷具有极强的用电电压敏感度，一个计算中心失去电源2s就可能破坏几十小时的数据处理结果而造成上百万元的经济损失；在大型机器制造厂，0.1s的电压暂降就可能造成异常的生产状况和质量破坏。由此可见，电压控制在当前的配电系统中变得越来越重要。

为了治理因为新能源引入带来的配电系统电压波动问题，目前主要有四种解决方案，其一为利用有载调压变压器对变压器后级电压进行调节，这种方案由于变压器制造水平的限制，不能对系统电压进行精准调节，而且电压调节范围有限；其二为通过并联无功补偿设备进行电压调节，这种方案针对中压配电网具有一定效果，但是低压配电网因为线路阻感比高，因此无功调节对于电压影响范围不大；其三为通过新能源发电的有功缩减以及备用电源的投入来进行电压调节，但是这种方案经济性不强，既会造成新建备用电源的大量投资，也会在新能源有功缩减时造成资源浪费；其四为在线路中串联电压补偿装置来进行电压调节，补偿装置通过电力电子变换技术产生补偿电压，串联在线路中，从而使得负载端三相电网电压为三相额定电压。

电力电子设备虽然在实际应用中具有许多优良的性能，但是造价高昂，尤其是大功率全控型半导体器件，在电力电子设备总成本占比很高，因此，如何利用少的全控器件，去实现相似的功能，成为降低电力电子设备成本的一种重要手段。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提出一种低成本三相电网电压不对称跌落补偿方法。利用三个前级为单相全桥二极管整流电路，后级为单相半桥逆变电路的独立补偿设备，实现三相电压不对称补偿。其中各相补偿设备整流端口接另外两相电压，逆变端口串联在补偿线路中，电压传感器对电网电压进行实时采样，利用负反馈控制逆变器的输出，保证补偿后三相电压对称。

本发明解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：

一种低成本三相电网电压不对称跌落补偿方法，包括以下步骤：

步骤1、制造三个相同的补偿设备。将单相二极管整流桥的直流输出接到一组二分裂直流母线电容上，再并联接上由两个IGBT组成的一组桥臂，二极管整流桥的交流输入都接上电感，电感的前面在接上一组启动开关，两个IGBT组成的桥臂的输出也接上一个电感，电感的另一端与直流母线中点并联一个电容，作为输出电容。相同的电路结构制作3个，作为补偿设备；

步骤2、第一个补偿设备启动开关的两根进线分别接电网的B相和C相，而其输出电容串联在A相输电馈线上，输出电容再并联上一组快速切换开关，作为补偿设备的旁路开关，到此A相补偿设备的电路搭建完成，第二个补偿设备启动开关的两根进线分别接电网的A相和C相，而其输出电容串联在B相输电馈线上，输出电容再并联上一组快速切换开关，作为补偿设备的旁路开关，到此B相补偿设备的电路搭建完成，第三个补偿设备启动开关的两根进线分别接电网的A相和B相，而其输出电容串联在C相输电馈线上，输出电容再并联上一组快速切换开关，作为补偿设备的旁路开关，到此B相补偿设备的电路搭建完成；