[发明专利]三相不平衡治理设备的控制方法、装置和计算机设备

说明书

本发明公开了一种三相不平衡治理设备的控制方法、装置和计算机设备，其方法包括：采用δ‑θ1控制的正序控制环进行三相不平衡设备的直流母线电压稳定及无功功率的补偿，采用φ‑θ2控制的负序控制环进行三相负荷不平衡的补偿，将所述正序控制与负序控制所得的正弦信号相叠加，得到调制波信号，进行调制控制。采用该技术方案分离正序控制和负序控制，消除了两者之间的耦合，相比传统方法具有更好的补偿效果。

技术领域

本发明涉及电力电子控制领域，特别涉及一种三相不平衡治理设备的新型控制方法，尤其是一种正序控制环采用σ-θ控制，负序控制环采用Φ-θ控制的用于三相不平衡治理设备的控制方法、装置和计算机设备。

背景技术

无功补偿市场比较庞大，前几十年主要集中在工业现场的无功补偿，基本在工业现场属于强制实施无功补偿。常规的无功补偿设备有无源补偿、有源补偿，同时可进行不平衡的补偿。随着经济的发展，配电网的无功与不平衡问题凸显，无功与不平衡问题，导致变压器容量过大、不平衡严重，又由于配网传输半径较大，线缆阻抗较大，无功与不平衡会体现到供电电压质量上。严重影响配网的经济安全运行，以及用户的用电感受。

近几年配电网的三相不平衡设备的使用越来越多。配电网因为上述的线缆阻抗问题，接入点的供电电压同时存在着较为严重的三相不平衡。对不平衡设备的稳压控制、无功补偿和不平衡补偿都引入一些影响。常规的三相不平衡设备采用双环控制策略，母线稳压、无功、不平衡补偿都通过内环电流环来实现，三者之间存在耦合，在严苛的工况下，无功补偿和不平衡补偿不能同时达到较优的补偿效果。

发明内容

基于此，本发明实施例的目的在于提供三相不平衡治理设备的控制方法，分离正序控制和负序控制，消除了两者之间的耦合，相比传统方法具有更好的补偿效果。

本发明实施例提供的三相不平衡治理设备的控制方法，包括：

采样负载电流与不平衡设备电流，提取负载与不平衡设备的正序无功电流，将所述负载的正序无功电流与不平衡设备的正序无功电流做差，经过PI调节器得到无功控制角度δ；采样直流母线电压，与母线电压设定值做差，经过PI调节器得到稳压有功控制角度θ1；采用δ-θ1控制的正序控制环进行三相不平衡设备的直流母线电压稳定及无功功率的补偿；

采样不平衡设备输出的交流电流与不平衡电流，将交流电流与不平衡电流做差，经过PI调节器得到调制比θ2；对所述不平衡电流的交流电流进行相位提取，得到不平衡电流补偿的控制角度φ；采用φ-θ2控制的负序控制环进行三相负荷不平衡的补偿。

可选地，将无功控制角度δ与稳压有功控制角度θ1的信号经过正弦信号生成器；将调制比θ2与不平衡电流补偿控制角度φ的信号经过另一正弦信号生成器；通过两个所述正弦信号生成器后得到两组正弦调制信号，将两组正弦调制信号求和得到总正弦调制信号；将所述总正弦调制信号经过限幅进入SPWM调制单元，产生驱动脉冲进行无功和不平衡的补偿。

可选地，三相不平衡设备的拓扑结构采用6只IGBT组成的三相半桥结构，分为三相，一相一个桥臂。

可选地，所述直流母线采用两组分立的电解电容组成，电解电容的中点即为设备的N线，并网侧采用单L的主电路方式。

可选地，三相不平衡设备接入到负载与电网之间，通过互感器检测负载电流，设备输出反相的无功和不平衡电流保证入网电流为正序有功电流。

可选地，提取负载电流的正序无功电流采用瞬时无功检测算法，旋转角度采用电网电压的角度。

可选地，利用数字锁相环方法，对所述不平衡电流的交流电流进行相位提取得到不平衡电流的控制角度φ。

还提供了三相不平衡治理设备的控制装置，包括：