SVG+換相開關(guān)型三相不平衡治理裝置的研究

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)公司均進行專項整治，低壓配電網(wǎng)以單相用電負荷為主，造成實際運行的配電網(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 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-098X（2019）08（b）-0103-02

三相不平衡會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)運檢部關(guān)于開展配電臺區(qū)三相負荷不平衡問題治理工作的通知》，通知明確了三相負荷不平衡治理的工作思路、治理范圍及重點措施。

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)點和缺點，具體如表1所示。

為了尋求一種更經(jīng)濟、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，實時檢測配變低壓出線側(cè)的三相電流，當三相負荷不平衡度超限問題時，SVG控制換相開關(guān)單元按照規(guī)定執(zhí)行換相操作，實現(xiàn)用戶負荷相序調(diào)整、配電臺區(qū)三相負荷均衡分配，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，放入兩個數(shù)組。（3）計算三相不平衡（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，則進行替換，輪詢完整個支路開關(guān)，即可選中一個開關(guān)。（5）通過上面找出當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（保證下次遞歸時不會重讀選中）。（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)個數(shù)、所有開關(guān)地址、開關(guān)當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區(qū)電能質(zhì)量情況，從表中可以看出補償前三相電流存在不平衡，N相電流達103A;三相電壓存在不平衡，電壓畸變率高達6%，超出國標要求的5%。單獨投入換相開關(guān)后，三相電流存在不平衡，N相電流達74A;三相電壓存在不平衡，電壓畸變率高達7.5%。SVG+換相開關(guān)裝置投入后，三相電流達到平衡;電壓畸變率降低，三相電壓達到平衡，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，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SVG剩余的能量可以用于無功補償和諧波治理，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

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