解决三相电流不平衡、治理负序的方法
【专利摘要】一种解决三相电流不平衡、治理负序的方法，该方法以电网电流信号变化量为控制量，将电网电流信号变化量经控制器进行滤波、移相、比例放大、运算处理，得到与电网负序电流大小相等方向相反的电流，使SVG装置的功率单元产生与电网负序电流相抵消的电流，达到治理负序的目的，其特征在于，消除负序电流后的电网电流采集点得到SVG装置需要进一步微调的电流值，最终，经SVG装置计算，输出控制电流使得电网中经调整后的负序电压为0。该方法能够有效解决三相电流不平衡、电网负序的问题，且响应速度快，跟踪精度高，可大大提高电网的稳定性和可靠性。
【专利说明】解决三相电流不平衡、治理负序的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种解决三相电流不平衡、治理负序的方法，特别是一种采用全控型变流器件的SVG解决三相电流不平衡、治理负序的方法。
【背景技术】
[0002]由于电网中存在单相负荷(比如电气化铁路)和三相不对称负荷(比如电弧炉负荷)会给电网的运行和效率带来不良的影响，同时也会对接在该公用电网中的其他用电设备带来一些不良的影响甚至危害。三相不平衡会产生负序电流引起电网负序保护动作，影响供电安全。负序电流注入电机类负荷会造成电机轴振动，严重时会损坏电机。
[0003]目前，针对三相负序问题解决方法是在电网中加SVC，采用斯坦迈兹理论来解决。SVC是靠改变阻抗来实现的，对于一个单相负荷相当在另外两相分别加电感、电容。对于在两相或三相间变化(即不确定哪相负荷大)的单相负荷，其容性必须按三相中的最大值计算，而对于可变电感的容量是三相所需最大电感与最大电容之和。这种靠改变阻抗来调节电压的方式，其调节能力很弱。SVC补偿负序的能力只是其总容量的20-25%。这样投资料和占地都很大。其主要缺点如下:
[0004]1)其安装容量大，占地空间大，自身损耗大，通风散热困难。
[0005]2)自身产生负序，需配置合适的滤波器来滤波。
[0006]3) SVC的主控器件是晶闸管，其响应速度慢对于快速变化的负荷达不到理想的效果。
[0007]4) SVC输出受电网电压影响，其输出能力与电网电压平方成正比。
[0008]5)滤波器是靠改为负序阻抗来滤波的，在系统中会产生串并联谐振，危害供电安全。
[0009]6)TCR的空芯电抗器对周围产生电磁干扰。
[0010]目前，在国内外采用全控型变流器件的静止无功发生器SVG(Static VarGenerator)技术解决三相电流不平衡、治理负序，但是，现有的SVG只采集负序电流或电压为控制参数，SVG控制效果还有待于提高。
【发明内容】
[0011]本发明的目的是提供一种解决三相电流不平衡、治理负序的方法，该方法采用叠加原理，设有两个电流或电压信号采集点，一个采集点采集含有负序的电流电压信号(SVG输入端)，另一个采集点采集消除负序后的电流电压信号(SVG输出端)，通过SVG装置对输出电流进行控制，可以更好的消除负序电流对电网的污染。
[0012]为实现上述目的，本发明通过以下技术方案实现:
[0013]一种解决三相电流不平衡、治理负序的方法，该方法以电网电流信号变化量为控制量，将电网电流信号变化量经控制器进行滤波、移相、比例放大、运算处理，得到与电网负序电流大小相等方向相反的电流，使SVG装置的功率单元产生与电网负序电流相抵消的电流，达到治理负序的目的，其特征在于，消除负序电流后的电网电流采集点得到SVG装置需要进一步微调的电流值，最终，经SVG装置计算，输出控制电流使得电网中经调整后的负序电压为0。
[0014]与现有技术相比，本发明的有益效果是:
[0015]该方法采用叠加原理，设有两个电流或电压信号采集点，一个采集点采集含有负序的电流电压信号(SVG输入端)，另一个采集点采集消除负序后的电流电压信号(SVG输出端)，通过输入两个采样值使得SVG装置对输出电流进行控制，可以更好的消除电网负序对电网的污染，控制精度大大提高。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]图1是基于SVG装置解决三相电流不平衡、治理负序的方法主接线图。
[0017]图2是基于SVG装置解决三相电流不平衡、治理负序的方法控制原理图。
[0018]图3是采用间接电流控制方法(电压法)时的SVG控制框图。
[0019]图4是采用直接电流控制方法(电流法)时的SVG控制框图。
【具体实施方式】
[0020]下面结合附图详细叙述本发明的【具体实施方式】。
[0021]见图1，一种基于SVG解决三相电流不平衡、治理负序的方法，该方法以电网电流信号变化量为控制量，将电网电流信号变化量经控制器进行滤波、移相、比例放大、运算处理，对电网电流信号进行傅利叶级数展开，得到与电网负序电流大小相等方向相反的电流，使全控型变流装置的功率单元产生与电网负序电流相抵消的电流，达到治理负序的目的。
[0022]具体步骤如下:
[0023]1)电网负序电流采集点采集到的实时负序电流或电压，输入SVG装置控制器，SVG控制器产生与电网中负序电流大小相等方向相反的调制电流，经电抗器L、保护开关K、断路器输入电网；
[0024]2)消除负序后的电网电流采集点1得到SVG装置需要进一步微调的电流值，最终，经SVG装置计算，输出控制电流使得电网中经调整后的负序电压为0。
[0025]SVG控制器包括以下控制步骤:
[0026]1)检测电网电流信号，将模拟的电流信号(5A、1A)转化成数字信号送给控制器；
[0027]2)滤波；将电网电流信号变化量经过低通高通滤波器滤掉高、低频，再经过带通滤波器中的带通滤波器进行带通滤波，得到电网负序电流信号；
[0028]3)相位矫正；上述电流信号再分别过各自的移相模块矫正相位；
[0029]4)比例放大；矫正相位后的信号再经过比例放大模块进行增益比例放大；
[0030]5)运算处理；经矫正相位、比例放大的的所得负序电流，得出综合控制量；
[0031]6)上述综合控制量经函数变为IGBT触发时刻。控制器以PT信号为同步信号控制IGBT触发时刻，使得SVG装置中产生与电网中负序大小相等方向相反的电流信号与原电网中的负序电流抵消，达到消除负序目的。
[0032]本实施例中，全控型变流器件为IGBT，还可为IGBT、GTO、IGCT、IEGT或其它全控型开关器件。
[0033]图3是采用间接电流控制方法(电压法)时的SVG控制框图。
[0034]图4是采用直接电流控制方法(电流法)时的SVG控制框图。
【权利要求】
1.一种解决三相电流不平衡、治理负序的方法，该方法以电网电流信号变化量为控制量，将电网电流信号变化量经控制器进行滤波、移相、比例放大、运算处理，得到与电网负序电流大小相等方向相反的电流，使SVG装置的功率单元产生与电网负序电流相抵消的电流，达到治理负序的目的，其特征在于，消除负序电流后的电网电流采集点得到SVG装置需要进一步微调的电流值，最终，经SVG装置计算，输出控制电流使得电网中经调整后的负序电压为O。
【文档编号】H02J3/01GK104300563SQ201410589489
【公开日】2015年1月21日 申请日期:2014年10月28日 优先权日:2014年10月28日
【发明者】刘利忠, 王军, 石祥, 刘凤珍, 王金星 申请人:国网辽宁省电力有限公司朝阳供电公司, 朝阳电力勘测设计院有限公司, 国家电网公司