一种优化有级电容电感组合投切调节三相负载不平衡方法技术

本发明专利技术公开了一种优化有级电容电感组合投切调节三相负载不平衡方法，该方法包括在相线之间连接配置有限组数不等容量电容，在相线与零线之间连接配置有限组数不等容量电容或电感，当进行三相负载不平衡调节时，根据现场检测的电网三相电压、电流和功率因数数据，计算出实现三相负载平衡调节时各相线之间以及各相线与零线之间的电容容量投切数值，然后，根据各组电容现时投切状态，通过优化组合形成多个不等容量电容组合值，逐一与电容容量投切数值进行比较，选取差值最小的一组电容组合进行投切。采用这种方法设计的三相负载不平衡调节装置配置的电容组数较少，结构简化，体积减小，降低了成本，同时具有较好的有级调节三相负载不平衡效果。

An unbalance method for optimizing three phase load of integrated capacitor inductor

The invention discloses a method for optimizing capacitor inductance combination switching regulation of three-phase unbalanced load method, the method includes finite group connection configuration number and different capacitance in line between, between the phase line and the zero line connection configuration finite group number of different capacity capacitance or inductance, when the three-phase unbalanced load regulation, according to the the grid three-phase voltage, current and power factor of the field test data, calculate the capacitance between the three-phase load balance adjustment of each of the phase and the phase line and the zero line switching value, then, according to the current state of each capacitor switching, by optimizing the combination to form a plurality of unequal capacity capacitor combination value, one by one with a capacitor switching capacity numerical comparison, select a group of minimum value of capacitor combination switching. The three-phase load imbalance adjustment device designed by this method has fewer capacitance groups, simpler structure, smaller volume and lower cost. Meanwhile, it has better effect of unbalanced three-phase load.

【技术实现步骤摘要】
一种优化有级电容电感组合投切调节三相负载不平衡方法
本专利技术涉及配电电路装置
，具体涉及一种优化有级电容电感组合投切调节三相负载不平衡方法。
技术介绍
低压配电网的供电方式主要采用三相四线制，用户大都采用单相供电方式。由于连接的三相负载很难做到相等均衡，所以，必然导致各相负载出现不平衡，进而导致三相电流不平衡的情况，造成线损和变压器附加损耗增大、变压器输出容量降低，末端某一相或某二相电压严重偏低等影响电能质量的后果。目前，供电部门大都采用通过人工定期切换用户供电线路所属相位的方法来调节三相负载不平衡度，这种方法耗时费力，且不能实现在线实时调节控制。一种成本较低的在线实时调节控制方法是设计一种三相负载不平衡调节装置，通过在相线之间连接不等值电容投切来转移三相有功功率负载，通过在相线与零线之间连接不等值电容或电感投切来补偿三相无功功率使功率因数在大于0.95且接近1的范围，达到调节三相负载平衡度的目的。但是，由于在相线之间只能连接配置有限的不等容量电容组数，在相线与零线之间只能连接配置有限的不等容量电容或电感组数，因此实行有级投切电容不容易达到较好的调节效果，要达到较好调节效果，势必需要配置很多组不等容量电容或电感，同时要配套相应控制投切开关电路，造成有级调节装置结构复杂，体积庞大，控制难度增大，成本增加。
技术实现思路
为了克服现有技术中存在的问题，本专利技术提供一种优化有级电容电感组合投切调节三相负载不平衡方法，采用这种方法设计的三相负载不平衡调节装置配置的电容组数较少，结构简化，体积减小，能够降低成本，同时具有较好的有级调节三相负载不平衡效果。为实现上述目的，本专利技术所述的优化有级电容电感组合投切调节三相负载不平衡方法包括在相线之间连接配置有限组数不等容量电容，在相线与零线之间连接配置有限组数不等容量电容或电感，当进行三相负载不平衡调节时，根据现场检测的电网三相电压、电流和功率因数数据，计算出实现三相负载平衡调节时各相线之间以及各相线与零线之间的电容容量投切数值，然后，根据各组电容现时投切状态，通过优化组合形成多个不等容量电容组合值，逐一与电容容量投切数值进行比较，选取差值最小的一组电容组合进行投切。所述的优化有级电容电感组合投切调节三相负载不平衡方法具体包括以下步骤：第一步、计算达到有功功率平衡效果的各相线连接的调节电容容量投切数值，其电容容量投切数值计算基于如下原理：低压配电网相线之间连接的电容投入时，有功功率按照由A相往B相、B相往C相、C相往A相的顺序转移，相间转移的有功功率值约等于相间电容容量投入值；电容投切后A相有功功率等于投切前A相有功功率减去的AB相线之间电容容量投入值加CA相线之间电容容量投入值,同理，电容投切后B相有功功率等于投切前B相有功功率减去的BC相线之间电容容量投入值加AB相线之间电容容量投入值,电容投切后C相有功功率等于投切前C相有功功率减去CA相线之间电容容量投入值加BC相线之间电容容量投入值；现设定投切后三相有功功率相等且等于投切前三相有功功率的平均值，得到含有三个相线之间投入电容容量变量的三个线性方程组，解方程组得到各相线之间的调节电容容量投切值，若计算电容容量投切值为正值，则在对应相线之间投入等效电容容量值，若计算电容容量投切值为负值，则在对应相线之间切除等效电容容量值；第二步、计算有功功率平衡后保持功率因数在大于0.95且接近1的范围内的相线与零线之间电容容量投切值，其计算基于如下原理：低压配电网相线之间连接的电容投入时，在两相同步增加等于电容容量投入值的无功功率；电容投切后A相无功功率等于投切前A相无功功率加相线之间电容容量投入值加相线之间电容容量投入值加A相与零线之间电容容量投入值,同理，电容投切后B相无功功率等于投切前B相无功功率加相线之间电容容量投入值加相线之间电容容量投入值加B相与零线之间电容容量投入值，电容投切后C相无功功率等于投切前C相无功功率加相线之间电容容量投入值加相线之间电容容量投入值加C相与零线之间电容容量投入值,设定投切后保持各相功率因数在大于0.95且接近1范围内的各相无功功率值，得到含有三个相线与零线之间电容容量投入值变量的三个线性方程组，解方程组得到各相线与零线之间的调节电容容量投切值，若计算电容容量投切值为正值，则在对应相线与零线之间投入相应的电容容量值，或切除相应的电感容量值；若计算电容容量投切值为负值，则在对应相线与零线之间切除相应的电容容量值，或投入相应的电感容量值；第三步、每两个相线之间连接配置有限组数为n相相且不等容量的电容，根据各组电容现时投切状态，通过不同数量组数电容的组合，最多可以组合形成组电容，每个相线与零线之间连接配置有限组数n相零且不等容量的电容电感，根据各组电容现时投切状态，通过不同数量组数电容的组合，最多可以组合形成组电容电感；计算每个组合电容容量时，投入电容或切除电感的容量值为正值，切除电容或投入电感的容量值为负值；第四步、以第一步中计算的各相线之间要投入的调节电容容量值作为近似值，和对应相线之间的组电容组合的容量值逐一比较，求出容量值相差最小的一组电容组合，以第二步中计算的每个相线与零线之间要投入的调节电容容量值作为近似值，和对应相线与零线之间的组电容组合容量值逐一比较，求出容量值相差最小的一组电容电感组合，然后按照搜寻到的一组相线之间电容组合和一组相线与零线之间电容电感组合进行投切。相线之间要投入的电容容量以及相线与零线之间要投入的电容容量的计算步骤为：设三相负载电路A相有功功率PA前、无功功率QA前，B相有功功率PB前、无功功率QB前，C相有功功率PC前、无功功率QC前；A相与B相要投入的电容容量QAB、B相与C相要投入的电容容量QBC、C相与A相要投入的电容容量QCA；A相与零线要投入的电容容量QAO,B相与零线要投入的电容容量QBO,C相与零线要投入的电容容量QCO；投入后三相负载电路A相有功功率PA后、无功功率QA后，B相有功功率PB后、无功功率QB后，C相有功功率PC后、无功功率QC后；功率因数值为θ，根据三相电路在相线之间投切电容可转移有功功率，在相线与零线之间投切电容可补偿无功功率的原理，推导得出如下公式：第一公式：第二公式：第三公式：第四公式：第五公式：第六公式：要实现三相负载平衡，投入后三相有功功率应相等且等于投入前有功功率之和除以3，即：投入后三相无功功率应为：分别代入第一公式、第二公式、第三公式、第四公式、第五公式和第六公式，解线性方程组，得出相线之间要投入的电容容量QAB、QBC、QCA，以及相线与零线之间要投入的电容容量QAB、QBC、QCA。其中功率因数值为θ的范围在0.95至1之间。进一步包括：得到3个各相线之间投切电容的方案，具体步骤为：将各相线之间连接配置的电容组数n相相，依次按取出1组进行组合，按取出多组进行组合，直到按取出n相相组进行组合，共形成组数按未投入电容容量为正值，已投入电容容量为负值求出每个组合的总容量，依次与对应相线之间计算出来要投入的电容容量进行比较，取差值最小的一个组合作为投切方案，分别得到3个各相线之间投切电容的方案。进一步包括：得到3个各相线与零线之间投切电容电感的方案，具体步骤为：将各相线与零线之间连接配置的电容组数n相零，依次取本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种优化有级电容电感组合投切调节三相负载不平衡方法，其特征在于，该方法包括在相线之间连接配置有限组数不等容量电容，在相线与零线之间连接配置有限组数不等容量电容或电感，当进行三相负载不平衡调节时，根据现场检测的电网三相电压、电流和功率因数数据，计算出实现三相负载平衡调节时各相线之间以及各相线与零线之间的电容容量投切数值，然后，根据各组电容现时投切状态，通过优化组合形成多个不等容量电容组合值，逐一与电容容量投切数值进行比较，选取差值最小的一组电容组合进行投切。

【技术特征摘要】
1.一种优化有级电容电感组合投切调节三相负载不平衡方法，其特征在于，该方法包括在相线之间连接配置有限组数不等容量电容，在相线与零线之间连接配置有限组数不等容量电容或电感，当进行三相负载不平衡调节时，根据现场检测的电网三相电压、电流和功率因数数据，计算出实现三相负载平衡调节时各相线之间以及各相线与零线之间的电容容量投切数值，然后，根据各组电容现时投切状态，通过优化组合形成多个不等容量电容组合值，逐一与电容容量投切数值进行比较，选取差值最小的一组电容组合进行投切。2.如权利要求1所述的一种优化有级电容电感组合投切调节三相负载不平衡方法，其特征在于，该方法具体包括以下步骤：第一步、计算达到有功功率平衡效果的各相线连接的调节电容容量投切数值，其电容容量投切数值计算基于如下原理：低压配电网相线之间连接的电容投入时，有功功率按照由A相往B相、B相往C相、C相往A相的顺序转移，相间转移的有功功率值约等于相间电容容量投入值；电容投切后A相有功功率等于投切前A相有功功率减去的AB相线之间电容容量投入值加CA相线之间电容容量投入值,同理，电容投切后B相有功功率等于投切前B相有功功率减去的BC相线之间电容容量投入值加AB相线之间电容容量投入值,电容投切后C相有功功率等于投切前C相有功功率减去CA相线之间电容容量投入值加BC相线之间电容容量投入值；现设定投切后三相有功功率相等且等于投切前三相有功功率的平均值，得到含有三个相线之间投入电容容量变量的三个线性方程组，解方程组得到各相线之间的调节电容容量投切值，若计算电容容量投切值为正值，则在对应相线之间投入等效电容容量值，若计算电容容量投切值为负值，则在对应相线之间切除等效电容容量值；第二步、计算有功功率平衡后保持功率因数在大于0.95且接近1的范围内的相线与零线之间电容容量投切值，其计算基于如下原理：低压配电网相线之间连接的电容投入时，在两相同步增加等于电容容量投入值的无功功率；电容投切后A相无功功率等于投切前A相无功功率加AB相线之间电容容量投入值加CA相线之间电容容量投入值加A相与零线之间电容容量投入值,同理，电容投切后B相无功功率等于投切前B相无功功率加AB相线之间电容容量投入值加BC相线之间电容容量投入值加B相与零线之间电容容量投入值，电容投切后C相无功功率等于投切前C相无功功率加BC相线之间电容容量投入值加CA相线之间电容容量投入值加C相与零线之间电容容量投入值,设定投切后保持各相功率因数在大于0.95且接近1范围内的各相无功功率值，得到含有三个相线与零线之间电容容量投入值变量的三个线性方程组，解方程组得到各相线与零线之间的调节电容容量投切值，若计算电容容量投切值为正值，则在对应相线与零线之间投入相应的电容容量值，或切除相应的电感容量值；若计算电容容量投切值为负值，则在对应相线与零线之间切除相应的电容容量值，或投入相应的电感容量值；第三步、每两个相线之间连接配置有限组数为n相相且不等容量的电容，根据各组电容现时投切状态，通过不同数量组数电容的组合，最多可以组合形成组电容，每个相线与零线之间连接配置有限组数n相零且不等容量的电容电感，根据各组电容现时投切状态，通过不同数量组数电容的组合，最多可以组合形成组电容电感；计算每个组合电容容量时，投入电容或切除电感的容量值为正值，切除电容或投入电感的容量...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨省，
申请(专利权)人：广东天月德电力科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44