三相四线不平衡治理设备死区补偿方法、装置及系统制造方法及图纸

本申请提供一种三相四线不平衡治理设备死区补偿方法、装置及系统，所述死区补偿方法通过获取三相四线不平衡治理设备的瞬时补偿电流以及配电网的瞬时电压，选择预设死区补偿方案，再根据所选择的预设死区补偿方案，调整所述治理设备中开关管的开通和关断时间。本申请可以补偿治理设备在死区时间所产生的电流谐波，同时也保证互补开通开关管之间的死区时间仍然存在，使得设备运行的安全性和可靠性不受死区补偿算法的影响。

【技术实现步骤摘要】
三相四线不平衡治理设备死区补偿方法、装置及系统
本申请涉及配电网负载不平衡治理
，尤其涉及一种三相四线不平衡治理设备死区补偿方法、装置及系统。
技术介绍
在三相四线输电配电网络中，由于用电户多为单相负荷或单相和三相负荷混用，并且负荷大小以及用电时间的不同，会导致配电网出现负载电流不平衡和负载电流谐波的问题，不仅影响到用电设备的工作，而且会危及配电网络的安全。为了解决上述问题，在实际配电过程中，常通过一种基于全控型器件的治理设备，对配电网络中的不平衡负载电流和谐波电流进行补偿，避免配电网络中产生较大的电流冲击，从而提高电能质量。一般治理设备采用二极管钳位三电平电路，通过脉冲宽度调制(PWM)控制各开关器件(晶体管)的开通时间，实现对电流的补偿。如图1所示，二极管钳位三电平电路一般包括上、下两个桥臂，其中，上桥臂钳位二极管D5和下桥臂钳位二极管D6组成钳位，将上桥臂上的上桥臂外管S1、上桥臂内管S2，以及下桥臂上的下桥臂内管S3、下桥臂外管S4连接在一个公共端上，每一个开关管都相应并联一个二极管，如：上桥臂外管S1并联二极管D1，实现对配电网进行补偿。整个电路的输出电平包括+Udc，0，-Udc三种，其输出电流方向则分为流入治理设备和流出治理设备两种,根据输出电平和电流的不同，治理设备具有6种工作模态(模态A～模态F)，根据配电网电压和补偿电流极性，对应四种模态转换方式。在治理设备中，开关器件需要在较高的开关频率下运行，且同一相桥臂内的开关器件需要设置死区时间来保证设备安全。死区时间是为了避免同一桥臂的上下管，因开关速度问题发生同时开通而设置的一个保护时段。但死区时间会导致治理设备输出额外的电流谐波，这种电流谐波会流入配电网中，影响装置的补偿效果。
技术实现思路
本申请提供了一种三相四线不平衡治理设备的死区补偿方法，以解决三相不平衡治理设备中设置的死区时间影响到补偿效果的问题。本申请提供的三相四线不平衡治理设备死区补偿方法，包括：获取三相四线不平衡治理设备的瞬时补偿电流以及配电网的瞬时电压；根据三相四线不平衡治理设备的瞬时补偿电流及配电网的瞬时电压，选择预设死区补偿方案；根据所选择的预设死区补偿方案，调整所述治理设备中开关管的开通和关断时间。其中，根据所述瞬时补偿电流及所述瞬时电压，选择预设死区补偿方案步骤中，所述预设死区补偿方案包括以下方式：如果所述瞬时电压大于0，所述瞬时补偿电流为流出所述治理设备，则上桥臂外管正常开通和关断，下桥臂内管延迟开通，提前关断；如果所述瞬时电压大于0，所述瞬时补偿电流为流入所述治理设备，则上桥臂外管延迟开通，提前关断，下桥臂内管正常开通和关断；如果所述瞬时电压小于0，所述瞬时补偿电流为流出所述治理设备，则上桥臂内管正常开通和关断，下桥臂外管延迟开通，提前关断；如果所述瞬时电压小于0，所述瞬时补偿电流为流入所述治理设备，则上桥臂内管延迟开通，提前关断，下桥臂外管正常开通和关断。可选的，根据所选择的预设死区补偿方案，调整所述治理设备中开关管的开通和关断时间包括：根据所选择的预设死区补偿方案，生成补偿载波信号，所述补偿载波信号超前正常载波信号一个死区时间的时值；判断所述瞬时补偿电流及所述瞬时电压的极性；根据所述瞬时补偿电流及所述瞬时电压的极性选择合适的载波信号进行比较；根据调制波信号与正常载波信号或所述补偿载波信号的比较结果，生成死区补偿的驱动信号；根据驱动信号，调整所述治理设备中开关管的开通和关断时间。其中，根据所述瞬时补偿电流及所述瞬时电压的极性选择合适的载波进行比较的步骤中，载波信号的选择方案包括以下方式：如果所述瞬时电压大于0，所述瞬时补偿电流为流出所述治理设备，则上桥臂外管关断时刻由调制波信号与正常载波信号比较，保证上桥臂外管正常关断，下桥臂内管延迟开通，而下桥臂内管关断时刻由调制波信号和补偿载波信号比较，保证下桥臂内管提前关断，上桥臂外管正常开通；如果所述瞬时电压大于0，所述瞬时补偿电流为流入所述治理设备，则下桥臂内管关断时刻由调制波信号与正常载波信号比较，保证下桥臂内管正常关断，上桥臂外管延迟开通，而上桥臂外管关断时刻由调制波信号和补偿载波信号比较，保证上桥臂外管提前关断，下桥臂内管正常开通；如果所述瞬时电压小于0，所述瞬时补偿电流为流出所述治理设备，则上桥臂内管关断时刻由调制波信号与正常载波信号比较，保证上桥臂内管正常关断，下桥臂外管延迟开通，而下桥臂外管关断时刻由调制波信号和补偿载波信号比较，保证下桥臂外管提前关断，上桥臂内管正常开通；如果所述瞬时电压小于0，所述瞬时补偿电流为流入所述治理设备，则下桥臂外管关断时刻由调制波信号与正常载波信号比较，保证下桥臂外管正常关断，上桥臂内管延迟开通，而上桥臂内管关断时刻由调制波信号和补偿载波信号比较，保证上桥臂内管提前关断，下桥臂外管正常开通。本申请提供的三相四线不平衡治理设备死区补偿装置，包括：获取单元，选择单元和调整单元。其中，获取单元，用于获取三相四线不平衡治理设备的瞬时补偿电流以及配电网的瞬时电压；选择单元，用于根据三相四线不平衡治理设备的瞬时补偿电流及配电网的瞬时电压，选择预设死区补偿方案；调整单元，用于根据所选择的预设死区补偿方案，调整所述治理设备中开关管的开通和关断时间。可选的，所述调整单元包括：信号生成单元，极性判断单元，载波选择单元，驱动信号单元以及执行单元。其中，信号生成单元，用于根据所选择的预设死区补偿方案，生成补偿载波信号，所述补偿载波信号超前正常载波信号一个死区时间的时值；极性判断单元，用于判断所述瞬时补偿电流及所述瞬时电压的极性；载波选择单元，用于根据所述瞬时补偿电流及所述瞬时电压的极性选择合适的载波进行比较；驱动信号单元，用于根据调制波信号与正常载波信号或所述补偿载波信号的比较结果，生成死区补偿的驱动信号；执行单元，用于根据驱动信号，调整所述治理设备中开关管的开通和关断时间。本申请提供的三相四线不平衡治理设备死区补偿系统，包括电流检测器、电压检测器、控制器和驱动器；其中，所述控制器包括：获取单元，用于借助所述电流检测器获取三相四线不平衡治理设备的瞬时补偿电流，借助所述电压检测器获取配电网的瞬时电压；选择单元，用于根据所述治理设备的瞬时补偿电流及配电网的瞬时电压，选择预设死区补偿方案；调整单元，用于根据所选择的死区补偿方案，指令所述驱动器调整所述治理设备中开关管的开通和关断时间。本申请提供的三相四线不平衡治理设备死区补偿方法、装置及系统，在实际应用中，首先获取所述治理装置的瞬时电流和配电网的瞬时电压，并根据所获取的瞬时电流和电压的极性选择对应的预设补偿方案，再通过调整所述治理设备中各开关管的开通和关断时间，对死区时间中产生的电流谐波进行补偿。本申请提供的死区补偿方法按照预设的死区补偿方案，及实际工作中对应的开关管通断规律，补偿死区时间所产生的电流谐波的同时，保证上下桥互补导通的开关管之间死区时间仍然存在，使设备运行的安全性和可靠性不受死区补偿算法的影响。附图说明为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，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为二极管钳位三电平电路结构示意图；图本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种三相四线不平衡治理设备死区补偿方法，其特征在于，所述方法包括：获取三相四线不平衡治理设备的瞬时补偿电流以及配电网的瞬时电压；根据三相四线不平衡治理设备的瞬时补偿电流及配电网的瞬时电压，选择预设死区补偿方案；根据所选择的预设死区补偿方案，调整所述治理设备中开关管的开通和关断时间。

【技术特征摘要】
1.一种三相四线不平衡治理设备死区补偿方法，其特征在于，所述方法包括：获取三相四线不平衡治理设备的瞬时补偿电流以及配电网的瞬时电压；根据三相四线不平衡治理设备的瞬时补偿电流及配电网的瞬时电压，选择预设死区补偿方案；根据所选择的预设死区补偿方案，调整所述治理设备中开关管的开通和关断时间。2.根据权利要求1所述的死区补偿方法，其特征在于，根据三相四线不平衡治理设备的瞬时补偿电流及配电网的瞬时电压，选择预设死区补偿方案步骤中，所述预设死区补偿方案包括以下方式：如果所述瞬时电压大于0，所述瞬时补偿电流为流出所述治理设备，则上桥臂外管正常开通和关断，下桥臂内管延迟开通，提前关断；如果所述瞬时电压大于0，所述瞬时补偿电流为流入所述治理设备，则上桥臂外管延迟开通，提前关断，下桥臂内管正常开通和关断；如果所述瞬时电压小于0，所述瞬时补偿电流为流出所述治理设备，则上桥臂内管正常开通和关断，下桥臂外管延迟开通，提前关断；如果所述瞬时电压小于0，所述瞬时补偿电流为流入所述治理设备，则上桥臂内管延迟开通，提前关断，下桥臂外管正常开通和关断。3.根据权利要求1所述的死区补偿方法，其特征在于，根据所选择的死区补偿方案，调整所述治理设备中开关管的开通和关断时间包括：根据所选择的预设死区补偿方案，生成补偿载波信号，所述补偿载波信号超前正常载波信号一个死区时间的时值；判断所述瞬时补偿电流及所述瞬时电压的极性；根据所述瞬时补偿电流及所述瞬时电压的极性选择合适的载波信号进行比较；根据调制波信号与正常载波信号或所述补偿载波信号的比较结果，生成死区补偿的驱动信号；根据驱动信号，调整所述治理设备中开关管的开通和关断时间。4.根据权利要求3所述的死区补偿方法，其特征在于，根据所述瞬时补偿电流及所述瞬时电压的极性选择合适的载波进行比较的步骤中，载波信号的选择方案包括以下方式：如果所述瞬时电压大于0，所述瞬时补偿电流为流出所述治理设备，则上桥臂外管关断时刻由调制波信号与正常载波信号比较，保证上桥臂外管正常关断，下桥臂内管延迟开通，而下桥臂内管关断时刻由调制波信号和补偿载波信号比较，保证下桥臂内管提前关断，上桥臂外管正常开通；如果所述瞬时电压大于0，所述瞬时补偿电流为流入所述治理设备，则下桥臂内管关断时刻由调制波信号与正常载波信号比较，保证下桥臂内管正常关断，上桥臂外管延迟开通，而上桥臂外管关断时刻由调制波信号和补偿载波信号比较，保证上桥臂外管提前关断，下桥臂内管正常开通；如果所述瞬时电压小于0，所述瞬时补偿电流为流出所述治理设备，则上桥臂内管关断时刻由调制波信号与正常载波信号比较，保证上桥臂内管正常关断，下桥臂外管延迟开通，而下桥臂外管关断时刻由调制波信号和补偿载波信号比较，保证下桥臂外管提前关断，上桥臂内管正常开通；如果所述瞬时电压小于0，所述瞬时补偿电流为流入所述治理设备，则下桥臂外管关断时刻由调制波信号与正常载波信号比较，保证下桥臂外管正常关断，上桥臂内管延迟开通，而上桥臂内管关断时刻由调制波信号和补偿载波信号比较，保证上桥臂内管提前关断，下桥臂外管正常开通。5.一种三相四线不平衡治理设备死区补偿装置，其特征在于，包括：获取单元，用于获取三相四线不平衡治理设备的瞬时补偿电流以及配电网的瞬时电压；选择单元，用于根据三...

【专利技术属性】
技术研发人员：覃日升，李胜男，何觅，温敏，徐志，何鑫，周鑫，
申请(专利权)人：云南电网有限责任公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：云南,53