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中低压配电网不平衡电流补偿方法的研究

熊勇军  
【摘要】:在中低压配电网中,感性负载和负载的不平衡造成电网损耗大、功率因数低等问题,特别是广大农村地区尤为严重。这不仅影响用电设备的运行效率,而且还影响着用电设备的运行安全。而传统的无功补偿技术大都是针对对称系统的,对于不对称特别是三相四线制不对称的低压配电网的无功补偿技术的研究是非常有限的。 本文从无功补偿算法入手,运用FFT算法来计算各电参量,并且提出了一种既适用于三相三线制接线方式又适用于三相四线制接线方式的不平衡无功补偿的优化算法。结合无功补偿尽量只使用电容,不使用电感的实际情况,在仅知道各相有功功率、无功功率的情况下就可以确定补偿的容量。并且在满足补偿效果的前提下,使得补偿装置的补偿电容总量达到最小。 针对电磁开关和电力电子开关投切电容器组无功补偿装置应用中存在的问题,设计了一种基于复合开关投切电容器的无功补偿装置。该装置采用三相共补接线与单相分补Y接线相结合的接线方式,实现了对三相负载分级、分相、快速的进行无功补偿。在电压过零时导通和电流过零时切除,从而实现了电容器投切时无涌流、无谐波、功耗小、使用寿命长等特点。在电容投切方式上改变原有的 顺序投切方式,采用循环投切的电容投切方式,该方法实现了先投入工作状态的电容器组先退出工作状态,后投入运行的电容器组后切除,从而使各组电容器和投切开关具有均等使用几率,避免了电容器组因长时间工作温度升高,减少了投切开关的投切次数,延长了电容器和投切开关的使用寿命。 另外,本文分析了当前一些控制方法的优缺点,并结合无功控制的实践经验,设计了以无功功率控制为基础,以电压控制为辅助的综合模糊控制方法。这是一种最直接的控制方式,检测量与控制目标一致,既可以避免投切振荡,又可以实现电容器组的一次性投切,避免了反复投切对电网和电容器的不利影响。 最后运用MATLAB仿真软件对该系统进行了仿真,实验证实此补偿系统既可以对系统无功功率进行补偿又可以有效的校正三相不平衡。


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