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        SVG+換相開關(guān)型三相不平衡治理裝置的研究

        2019-10-14 02:27:14姚彩娟索紅亮
        科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào) 2019年23期

        姚彩娟 索紅亮

        摘 ? 要:針對低壓配電網(wǎng)存在的三相不平衡問題,國家電網(wǎng)公司和南方電網(wǎng)公司均進(jìn)行專項(xiàng)整治,低壓配電網(wǎng)以單相用電負(fù)荷為主,造成實(shí)際運(yùn)行的配電網(wǎng)三相不平衡。為有效解決三相不平衡問題,提出采用換相開關(guān)裝置和低壓靜止無功發(fā)生器(SVG)相結(jié)合的方式,采用統(tǒng)一控制策略,有效解決三相不平衡問題。

        關(guān)鍵詞:三相不平衡 ?低壓靜止無功發(fā)生器(SVG) ?換相開關(guān)

        中圖分類號:TM342 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號:1674-098X(2019)08(b)-0103-02

        三相不平衡會(huì)造成中性線線路損耗增加,配變變壓器出力減少,增加變壓器的損耗,中性點(diǎn)漂移,影響用電安全等諸多問題,2017年5月22日國家電網(wǎng)公司辦公廳發(fā)布《國網(wǎng)運(yùn)檢部關(guān)于開展配電臺(tái)區(qū)三相負(fù)荷不平衡問題治理工作的通知》,通知明確了三相負(fù)荷不平衡治理的工作思路、治理范圍及重點(diǎn)措施。

        根據(jù)國網(wǎng)文件,目前解決上述電能質(zhì)量問題主要有三種形式:換相開關(guān)型、電力電子型和電容器型,每種治理方案均有各自的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn),具體如表1所示。

        為了尋求一種更經(jīng)濟(jì)、更便捷的三相不平衡治理方式,本文提出了采用SVG和換相開關(guān)結(jié)合的方式,從配電網(wǎng)側(cè)和線路側(cè)同時(shí)考慮,有效解決配電網(wǎng)線路不平衡問題。

        1 ?技術(shù)方案概況

        1.1 技術(shù)方案概況

        本方案主要采用SVG+換相開關(guān)的結(jié)合方式,由SVG作為主控裝置,實(shí)時(shí)檢測配變低壓出線側(cè)的三相電流,當(dāng)三相負(fù)荷不平衡度超限問題時(shí),SVG控制換相開關(guān)單元按照規(guī)定執(zhí)行換相操作,實(shí)現(xiàn)用戶負(fù)荷相序調(diào)整、配電臺(tái)區(qū)三相負(fù)荷均衡分配,接線原理示意如圖1所示。

        1.2 換相算法控制策略

        換相開關(guān)采集的每一路電流,I1,…,In,控制器采集的配電變壓器出口總電流,然后按各相總電流大小排序,由大到小分別為x,y,z,求總平均值:

        (1)根據(jù)支路三相電流計(jì)算出支路三相電流平均值k、最大值Imax、最小值Imin、最大值對應(yīng)的相位、最小值對應(yīng)的相位、上偏差值△x等。(2)依據(jù)上面得到的最大值對應(yīng)的相位,找出支路中相位相對應(yīng)的開關(guān),并得到它們的三相電流值和開關(guān)地址,放入兩個(gè)數(shù)組。(3)計(jì)算三相不平衡(閾值暫定為15%),公式如上述式(1)~式(4)。(4)將上偏差值依次與求得的開關(guān)的電流進(jìn)行求差,如果差值大于設(shè)定閾值(暫定為0),則保存它們的差值,繼續(xù)輪詢其他開關(guān),如果后面開關(guān)的電流與上偏差值大于閾值且該差值小于之前保存的差值,則進(jìn)行替換,輪詢完整個(gè)支路開關(guān),即可選中一個(gè)開關(guān)。(5)通過上面找出當(dāng)前電流最接近上偏差值的開關(guān),然后將原偏差值與該開關(guān)電流值之差作為新偏差值,并將該開關(guān)的電流值置為上偏差值加1(保證下次遞歸時(shí)不會(huì)重讀選中)。(6)返回步驟(4),繼續(xù)輪詢所有支路開關(guān),直至上偏差值與所有開關(guān)電流值之差均小于設(shè)定閾值,則支路開關(guān)輪詢完畢,即可得到需要投切的開關(guān)個(gè)數(shù)、所有開關(guān)地址、開關(guān)當(dāng)前相位和需要切換到的相位。

        2 ?SVG+換相開關(guān)裝置在現(xiàn)場應(yīng)用效果

        表2列出了裝置投入前后臺(tái)區(qū)電能質(zhì)量情況,從表中可以看出補(bǔ)償前三相電流存在不平衡,N相電流達(dá)103A;三相電壓存在不平衡,電壓畸變率高達(dá)6%,超出國標(biāo)要求的5%。單獨(dú)投入換相開關(guān)后,三相電流存在不平衡,N相電流達(dá)74A;三相電壓存在不平衡,電壓畸變率高達(dá)7.5%。SVG+換相開關(guān)裝置投入后,三相電流達(dá)到平衡;電壓畸變率降低,三相電壓達(dá)到平衡,電壓畸變率為3.3%。

        3 ?結(jié)語

        三相不平衡問題一直是配電網(wǎng)中主要的痛點(diǎn),其對電網(wǎng)電能質(zhì)量的影響一直備受關(guān)注。隨著科技和經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,怎樣有效解決這一問題,仍需投入主要力量去攻克。本文從配電側(cè)和線路側(cè)同時(shí)考慮治理三相不平衡問題,有效調(diào)整了線路不平衡和配電網(wǎng)側(cè)不平衡問題,同時(shí)SVG剩余的能量可以用于無功補(bǔ)償和諧波治理,有效地緩解了配電壓力,有效地提高配電變壓器的出力,減緩線路老化,延長設(shè)備使用壽命,減輕電力維修工作,保證用戶的用電安全。

        參考文獻(xiàn)

        [1] 郭育生,黃武忠.配電網(wǎng)三相不平衡補(bǔ)償裝置的研究[J].廣東電力,2008(1):17-19,37.

        [2] 蔡書錦.三相負(fù)荷不平衡對線損的影響[J].農(nóng)村電氣化,2004(4):23-24.

        [3] 朱丹.面向三相不平衡負(fù)荷的新型補(bǔ)償裝置的研究[D].安徽理工大學(xué),2012.

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