一种针对三相负载不平衡的无源补偿装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种针对三相负载不平衡的无源补偿装置，包括：并联连接的晶闸管控制电抗器部分和晶闸管投切电容器部分；晶闸管控制电抗器部分包括两个第一晶闸管、第二晶闸管和第一电感，第一晶闸管和第二晶闸管反并联连接，然后与第一电感串联连接；晶闸管投切电容器部分包括与三相负载连接的3组支路，每组支路包括第三晶闸管、第四晶闸管和电容，第三晶闸管和第四晶闸管反并联连接，然后与电容串联连接。本装置具有控制较简单、成本低的优点，在性能和经济上取得了很好的平衡。此外，本发明专利技术还提供一种基于上述装置的方法，在恒功率补偿计算法和恒电流补偿计算法中采用数值逼近算法和目标函数，不仅可以克服过补偿的问题，而且计算工作量较小。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电力
，特别是涉及一种针对三相负载不平衡的无源补偿装置及方法。
技术介绍
目前，针对电力系统常见的无功不足和负荷三相不对称现象，其补偿装置有通过无源元件补偿和有源元件补偿两种。有源补偿造价高，控制策略复杂，而对于我国乃至国外未来的电力系统而言，无功补偿装置的设备选型问题，技术经济性仍然是一个主要考虑的问题。我国现多采用无源补偿的方式来解决日益严重的三相不平衡现象，也就是静止无功补偿器(SVC)。现有的SVC通常较为复杂，成本较高。另外，现有的SVC利用斯坦米茨理论构造理想的补偿网络，实现分相调节，消除负序电流，平衡三相电网，此理想补偿网络在补偿不平衡负荷带来的不对称电流的同时，要求将功率因数补偿到1，这个约束条件容易导致过补偿的问题。由此可见，在无源补偿中如何降低成本以及克服过补偿的问题是本领域技术人员亟待解决地问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种针对三相负载不平衡的无源补偿装置及方法，用于在无源补偿中如何降低成本以及克服过补偿的问题。为解决上述技术问题，本专利技术提供一种针对三相负载不平衡的无源补偿装置，包括：并联连接的晶闸管控制电抗器部分和晶闸管投切电容器部分；所述晶闸管控制电抗器部分包括两个第一晶闸管、第二晶闸管和第一电感，所述第一晶闸管和所述第二晶闸管反并联连接，然后与所述第一电感串联连接；所述晶闸管投切电容器部分包括与三相负载连接的3组支路，每组所述支路包括第三晶闸管、第四晶闸管和电容，所述第三晶闸管和所述第四晶闸管反并联连接，然后与所述电容串联连接。优选地，所述晶闸管控制电抗器部分还包括第二电感，所述第二电感的第一端与反并联连接的所述第一晶闸管和所述第二晶闸管连接，所述第二电感的第二端与电网连接。优选地，所述支路还包括第三电感，所述第三电感的第一端与反并联连接的所述第三晶闸管和所述第四晶闸管连接，所述第三电感的第二端与电网连接。为解决上述技术问题，本专利技术提供一种针对三相负载不平衡的无源补偿方法，基于上述所述的针对三相负载不平衡的无源补偿装置，包括：根据用户的补偿目的选择基于数值逼近的恒功率补偿计算法或恒电流补偿计算法；获取所述恒功率补偿计算法或所述恒电流补偿计算法所需的测量参数；将所述测量参数带入所述恒功率补偿计算法或所述恒电流补偿计算法对应的补偿方程组中；根据当前电网的形态选取所述补偿方程组对应的目标函数；以所述目标函数为依据采用差分进化算法求解所述补偿方程组。优选地，所述补偿方程组为：其中，xqa、xqb以及xqc为三相补偿所需的电抗值；以及为三相补偿电流且满足和分别为AB相的线电压矢量，BC相的线电压矢量。优选地，所述测量参数包括：三相电源电流、AB相的线电压矢量，BC相的线电压矢量、负载功率。优选地，所述以所述目标函数为依据采用差分进化算法求解所述补偿方程组具体包括：S20：输入所述差分进化算法的各计算参数；其中，所述计算参数包括：种群数NP、问题维数D、最大迭代次数tmax；S21：在控制变量的范围内初始化NP个种群，生成初始混沌种群X(0)；其中，所述控制变量包括期望电流、三相电源电流、三相负载电流、三相补偿电流；S22：进行初始计算，对X(0)首次评价得到父代适应度值fit(X(0))；S23：在步骤S22的基础上计算得到子代适应度值U(t)；S24：所述子代适应度值U(t)与其父代适应度值fit(X(0))进行竞争选择，更新最优适应度和种群的全局最优适应度；S25：当所述目标函数适应度小于预定值，对所求得的最优解加一个扰动以进行局部深度搜索；S26：当运行到给定的最大迭代次数tmax时，退出循环，输出最优解，否则返回步骤S23。本专利技术所提供的针对三相负载不平衡的无源补偿装置，包括：并联连接的晶闸管控制电抗器部分和晶闸管投切电容器部分；晶闸管控制电抗器部分包括两个第一晶闸管、第二晶闸管和第一电感，第一晶闸管和第二晶闸管反并联连接，然后与第一电感串联连接；晶闸管投切电容器部分包括与三相负载连接的3组支路，每组支路包括第三晶闸管、第四晶闸管和电容，第三晶闸管和第四晶闸管反并联连接，然后与电容串联连接。由此可见，本装置具有控制较简单、开发时间短，成本低的优点，在性能和经济上取得了很好的平衡。此外，本专利技术所提供的针对三相负载不平衡的无源补偿方法，包括：根据用户的补偿目的选择基于数值逼近的恒功率补偿计算法或恒电流补偿计算法；获取恒功率补偿计算法或恒电流补偿计算法所需的测量参数；将测量参数带入恒功率补偿计算法或恒电流补偿计算法对应的补偿方程组中；根据当前电网的形态选取补偿方程组对应的目标函数；以目标函数为依据采用差分进化算法求解补偿方程组。在恒功率补偿计算法和恒电流补偿计算法中采用数值逼近算法和目标函数，不仅可以克服过补偿的问题，而且计算工作量较小。另外，采用数值逼近算法还能掌握运算结果的走向，具有一定的前瞻性。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例，下面将对实施例中所需要使用的附图做简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例提供的一种针对三相负载不平衡的无源补偿装置的结构图；图2为本专利技术实施例提供的另一种针对三相负载不平衡的无源补偿装置的结构图；图3为本专利技术实施例提供的一种恒功率补偿计算法的原理示意图；图4为本专利技术实施例提供的一种恒电流补偿计算法的原理示意图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下，所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护范围。本专利技术的核心是提供一种针对三相负载不平衡的无源补偿装置及方法。为了使本
的人员更好地理解本专利技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步的详细说明。图1为本专利技术实施例提供的一种针对三相负载不平衡的无源补偿装置的结构图。如图1所示，针对三相负载不平衡的无源补偿装置包括：并联连接的晶闸管控制电抗器部分和晶闸管投切电容器部分；晶闸管控制电抗器部分包括两个第一晶闸管D1、第二晶闸管D2和第一电感L1，第一晶闸管D1和第二晶闸管D2反并联连接，然后与第一电感L1串联连接；晶闸管投切电容器部分包括与三相负载连接的3组支路，每组支路包括第三晶闸管D3、第四晶闸管D4和电容C，第三晶闸管D3和第四晶闸管D4反并联连接，然后与电容C串联连接。快速响应电网的无功需求，实时进行跟踪补偿是改善电能质量的必要。而电网的三相不平衡度是电能质量的重要指标，三相负载不平衡是电网运行过程中普遍存在的现象，会给用电设备造成不利和损害，严重威胁电网的安全运行。通过幅值和相位均可调节的电流源注入到线路之中，通过电流合成的方法取得线路电流平衡，这种方法一般是通过在线路上并接电容或电感来实现。这一种平衡补偿方法的成本最低，可在配电网中广泛推广应用，但补偿所能取得的效果必须经过最优运算，总体上来讲，单纯采用无功补偿来实现不对称系统的平衡补偿控制，能取得较好的平衡效果，它能借助无功补偿支路等效中性点的偏移改变线路电流的幅值和相位，相当于通过补本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种针对三相负载不平衡的无源补偿装置，其特征在于，包括：并联连接的晶闸管控制电抗器部分和晶闸管投切电容器部分；所述晶闸管控制电抗器部分包括两个第一晶闸管、第二晶闸管和第一电感，所述第一晶闸管和所述第二晶闸管反并联连接，然后与所述第一电感串联连接；所述晶闸管投切电容器部分包括与三相负载连接的3组支路，每组所述支路包括第三晶闸管、第四晶闸管和电容，所述第三晶闸管和所述第四晶闸管反并联连接，然后与所述电容串联连接。

【技术特征摘要】
1.一种针对三相负载不平衡的无源补偿装置，其特征在于，包括：并联连接的晶闸管控制电抗器部分和晶闸管投切电容器部分；所述晶闸管控制电抗器部分包括两个第一晶闸管、第二晶闸管和第一电感，所述第一晶闸管和所述第二晶闸管反并联连接，然后与所述第一电感串联连接；所述晶闸管投切电容器部分包括与三相负载连接的3组支路，每组所述支路包括第三晶闸管、第四晶闸管和电容，所述第三晶闸管和所述第四晶闸管反并联连接，然后与所述电容串联连接。2.根据权利要求1所述的针对三相负载不平衡的无源补偿装置，其特征在于，所述晶闸管控制电抗器部分还包括第二电感，所述第二电感的第一端与反并联连接的所述第一晶闸管和所述第二晶闸管连接，所述第二电感的第二端与电网连接。3.根据权利要求1所述的针对三相负载不平衡的无源补偿装置，其特征在于，所述支路还包括第三电感，所述第三电感的第一端与反并联连接的所述第三晶闸管和所述第四晶闸管连接，所述第三电感的第二端与电网连接。4.一种针对三相负载不平衡的无源补偿方法，基于权利要求1-3任意一项所述的针对三相负载不平衡的无源补偿装置，其特征在于，包括：根据用户的补偿目的选择基于数值逼近的恒功率补偿计算法或恒电流补偿计算法；获取所述恒功率补偿计算法或所述恒电流补偿计算法所需的测量参数；将所述测量参数带入所述恒功率补偿计算法或所述恒电流补偿计算法对应的补偿方程组中；根据当前电网的形态选取所述补偿方程组对应的目标函数；以所述目标函...

【专利技术属性】
技术研发人员：钟榜，程汉湘，岑正君，余音，
申请(专利权)人：广东工业大学，
类型：发明
国别省市：广东;44