配电网三相不平衡度近似计算方法简析

文章分析了国家标准GB/T 15543—2008《电能质量三相不平衡度》推荐的三相不平衡度近似计算公式的来历、适用范围及其引起误差的主要影响因素。分析及算例结果表明:该近似公式适用于输电系统三相不平衡度近似计算,但在短路容量较小的配电网中采用该近似公式可能引起较大的误差;文中建议在配电网特别是短路容量较小的低压配电网电能质量规划评估中,宜采用三相不平衡度的精确计算方法。     

公共连接点不对称负荷的负序责任划分

近年来,由于电能质量引发的纠纷和电网事故呈上升趋势,而公共连接点(point of common coupling,PCC)的电压不平衡是由该点所连接的所有不对称负荷共同作用产生的,因此明确计算公共连接点所有不对称负荷分别在该点引起的电压不平衡度,对于明确各自的责任,解决供用电双方的矛盾,具有重要意义。提出了根据不对称负荷的电流不平衡度计算该不对称负荷在公共连接点引起的电压不平衡度的方法,基于LabVIEW环境编制了相应的计算程序,并在PSCAD搭建了不同的仿真模型,模拟在各种电压等级下连接不同负荷的情况,验证了所提方法的正确性和合理性。     

基于序电流的三相负荷不平衡度数学建模与度量分析

目前,基于序分量建立的三相不平衡度数学模型形式均不唯一,而且序分量在实践中不易测量,会给三相不平衡治理及因三相负荷不平衡带来的损耗分析带来诸多不便。基于3种三相负荷不平衡条件分别建立模型,提出了对应的三相负荷不平衡度算法。针对幅值和相位均不平衡的三相负荷不平衡电力系统,提出采用序分量有效值与三相平均电流有效值之比的平方和的倒数来度量三相负荷不平衡度,建立了三相序分量与三相负荷不平衡度的关系,统一了IEC提出的基于序分量的三相不平衡度量式。试验及案例分析表明,提出的三相负荷不平衡度算法可以有力反映不同条件下的三相负荷不平衡。对于低压供配电系统,所提出的三相负荷不平衡度算法与针对幅值和相位均不平衡的三相负荷不平衡电力系统提出的三相负荷不平衡度算法的度量结果具有一致性,对三相不平衡的治理及工程实践具有较强的实用价值。     

数字化三相不平衡度仪表校验台的设计

三相不平衡度是电能质量的一项重要指标，其测量仪器各种各样，越来越多，但校准设备几乎空白。本介绍一种用于检定三相不平衡度仪表的数字式校验台，中在对校验台的测量不确定度分析的同时，提供了实测的结果。     

虚拟仪器在三相不平衡度测量中的应用研究

三相不平衡度是衡量电能质量的重要指标之一。随着各种非线性负载的大量应用,电能质量不断恶化。为保证电力系统安全稳定运行,需要对三相不平衡度进行实时检测。文章以虚拟仪器技术为平台,对电压、电流的正序、负序及零序分量的分解算法进行了深入研究,进而测量出电力系统的三相不平衡度。实例表明本文设计的三相不平衡度检测系统,不仅测量精度高,而且具有很强的扩展性,可以进一步应用于电能质量谐波参数的测试。     

基于混合遗传算法的三相负荷不平衡无功就地补偿方法

由于电力系统中负荷的不均匀分配,导致配电网中发生三相负荷不平衡状况,严重影响供电质量,提出基于混合遗传算法的三相负荷不平衡无功就地补偿方法。检测三相负荷,获取电力系统中的三相电流和三相电压,计算三相负荷不平衡度,筛选出三相不平衡负荷,确定无功就地补偿容量,基于混合遗传算法建立无功就地补偿数学模型,实现三相负荷不平衡无功就地补偿。仿真实验结果表明,本文所提方法可以快速、准确地补偿电力系统无功电流以及三相负荷不平衡,验证了此方法的有效性。     

基于有效值的台区电流不平衡度计算方法研究*

为解决在相位信息缺失条件下三相电流不平衡度准确计算的难题,提出了一种基于基波电流有效值的低压台区电流不平衡度计算方法。文章分析了基于对称分量法的电流不平衡度计算方法,以及在相位信息缺失条件下,4种常用三相电流不平衡度工程计算方法的差异性;基于对称分量法分解规律,将三相不平衡电流相量分解为两组相位对称的电流相量。在相位对称条件下,推出基于基波电流有效值的电流不平衡度计算式,确定不同工况下两组电流不平衡度的主从关系;结合低压台区负荷电流的不平衡特性,分析了计算方法在低压台区三相电流不平衡度计算中的适用性及差异性,并对低压台区运行数据进行实测验证。与4种常用工程计算方法相比,所提方法与对称分量法计算结果更加接近,且基本一致。     

电力系统的三相不平衡讲座：第一讲 电力系统三相不平衡的基本概念及其计算式

电力系统三相电压平衡的状况是电能质量的主要指标之一。电力系统三相不平衡是由于三相负载不平衡以及系统元件三相参数不对称所致。三相不平衡将导致旋转电机附加发热和振动,变压器漏磁增加和局部过热,电网线损增大以及多种保护和自动装置误动等等。将电力系统正常运行时三相不平衡度控制在一定范围内,以保证对用户的供电质量是电业部门的主要职责之一。国标《电能质量 三相电压允许不平衡度》(GB/T15543—1995)是针对电力系统正常运行工况而制定的。标准规定了三相电压不平衡度的允许值及其计算、测量和取值方法。为了帮助广大电力工程技术及管理人员理解该标准,本刊现请电力科学研究院林海雪撰写讲座,对电力系统不平衡的相关问题进行介绍。讲座分为六讲,包括三相不平衡的基本概念及其计算式、三相不平衡的干扰性负荷、三相不平衡的危害、标准、测量以及改善三相不平衡的措施等内容。     

点焊机三相不平衡负荷的静止无功补偿

为了提高对三相不平衡负荷电能质量问题的有效治理,介绍了基于同步对称分量法的不平衡负荷的补偿方法,并研究了具有分相补偿能力的静止无功补偿装置(SVC)。通过对汽车工业点焊机负荷的实测数据介绍了三相不平衡负荷的电能质量问题,并针对点焊机的不平衡补偿进行了动态模拟试验。试验结果表明,设计的不平衡负荷补偿装置不仅具有较好的动态跟踪性能,且具有良好的补偿效果,值得在实际工程应用中推广。     

基于LabVIEW电力测量工具包的电力系统三相不平衡度测量系统

构建基于LabVIEW力测量工具包的电力系统三相不平衡度测量系统。由KS833发出三相不平衡信号,经过信号调理电路后再由PCI-6133数据采集卡进入工业计算机,利用LabVIEW电力测量工具包编写测量程序,分析处理得到三相不平衡度值。通过实验验证该测量系统的正确性。     

一种三相不平衡度相量快速算法

三相不平衡度是衡量电能质量的重要指标之一。电量的不平衡状态严重危及电器的使用安全,甚至导致用电设备损坏,因此对三相不平衡度的监测非常重要。国标GB/T 15543-2009与国际标准IEC-6100-4-27给出的算法中,要测出三相不平衡度需要进行复杂的相量运算。在微处理器中,若按照标准所给的算法进行计算难以同时保证运算的效率与精度要求。基于几何原理将复杂的相量运算转化为简单的代数运算,提出了三相不平衡度相量快速算法。仿真与实验证明本算法能达到标准规定的精度且高效,适合具有浮点运算单元的微处理器中使用。     

基于无缝切换技术的三相不平衡换相开关研究与设计

应用三相不平衡换相开关可缓解低压配电网中三相电流不平衡现象,但目前分换相开关的相序切换原理过于简单,存在换相过程断电时间长、电压和电流畸变严重等问题,限制了其广泛应用。为此,提出了一种以功率因数校正电路与逆变器电路为基础,由初始阶段、当前相跟踪阶段、切换相跟踪阶段以及换相完成阶段4个阶段组成的整体换相方案。首先通过功率因数校正电路与逆变电路使得将要相互切换的两相的电压调整为同幅、同频与同相,然后电力电子开关完成换相动作,最终实现相间的无缝切换。仿真与实验结果表明,所提出的方案保证了换相过程的不间断供电,同时改善了电压和电流的畸变问题。     

电压不平衡度的加窗FFT快速测量方法

电压不平衡度是电能质量的重要参数之一,其准确测量一方面依赖于三相电压基波相量(幅值和相位)的精确估计,另一方面需要快速求取相序分量。但是,频谱泄漏和栅栏效应会严重影响电压幅值和相位的估计精度,而相序分量计算过程中的开方运算又降低了不平衡度测量的实时性。提出电压不平衡度加窗快速傅里叶变换(FFT)测量方法。首先采用加窗FFT实现三相电压相量的准确计算,然后根据几何原理将方均根计算简化为多项式计算,从而实现相序分量及电压不平衡度的快速测量。仿真结果表明,所提方法可以达到与GB/T 15543—2008推荐方法相同的精度等级。实际测量实验进一步验证了所提算法的有效性及可行性。     

基于动态三相不平衡度的配电网线损计算方法研究

均方根电流法、平均电流法、最大电流法等计算线损的方法应用于三相不平衡程度较重的区域存在一定误差。提出了一种基于动态三相不平衡度的配电网线损计算方法。首先通过对三相负荷电流的动态采集,计算得到台区三相不平衡度。对台区结构进行分析,根据台区负荷特征将其划分为不同的计算区域。根据不同计算区域的用户电量等参数,运用以居民用户总用电量替代电能表容量的改进等值电阻法得到其等值电阻的计算值。利用等值电阻法计算线损时考虑三相不平衡度的动态影响,得到基于动态三相不平衡度的配电网线损计算方法。实际案例验证了所提算法的有效性。     

具有不平衡负载的功率因数补偿策略的研究

将单相谐波和无功电流检测方法应用于三相系统中。在每相中分别采用与电网电压同频同相的单位正弦和余弦信号与该相负载电流相乘,经过低通滤波和处理后得到各相的瞬时基波有功电流和瞬时基波无功电流,进一步可得到谐波指令电流,和补偿谐波、无功及不平衡电流的指令电流,通过该电力滤波器补偿后,解决了三相不平衡问题,得到高的功率因数。通过仿真研究,证明了该方法的正确一性。     

串联型配电网三相电压不平衡补偿器的研究

针对配电网三相电压不平衡问题,提出一种采用串联型电能质量调节器补偿配电网三相电压不平衡控制方法。通过构造辅助瞬时功率,检测出非线性负载下三相电压不平衡配电网公共接入点(PCC)电压基波正序分量;通过接入点实际电压与检测正序电压的差值,得出串联变压器需要补偿的电压参考值;以参考电压为目标,对电压型变流器进行正弦脉冲控制,使串联变压器上产生相应的电压抵消电源中负序、零序分量及谐波电压分量。仿真和实验结果表明该方法能有效补偿配电网三相电压不平衡并消除谐波电压。     

采用三相不平衡调补策略的配电网负荷试验装置稳态电能质量分析

针对目前诸多三相不平衡调补控制策略和先进算法仅停留于理论推导和计算机仿真验证的问题,搭建了可以模拟各种负荷变化现象的静态无功补偿试验平台,为实地试验和解决生产实际问题提供方便。采用对称分量法进行三相不平衡度的计算,并在该试验平台上对三相不平衡负荷调补控制系统投入三相平衡负荷、三相不平衡负荷、静态无功补偿装置（static var compensator,SVC）和非线性负荷时的电压、电流不平衡度进行分析。应用效果表明：静态无功补偿试验平台能够完成各种负荷变化现象的实时模拟,SVC能有效降低电流不平衡度,所提补偿控制算法可行。     

基于单周期控制的高功率因数整流器在不平衡系统下的特性

在飞机电气系统中，随着电力电子装置的广泛应用，交流供电系统的电能质量问题受到越来越多的关注。对于三相三开关高功率因数整流器来说，单周期控制是一种可靠简单的非线性大信号控制方式，该文研究了在飞机三相电源不平衡情况下的单周期控制高功率因数整流器的工作特性。仿真分析和试验结果都表明单周期控制在飞机三相电网平衡与不平衡条件下能够实现输入电流低失真度以及交流侧高功率因数，这对于单周期控制技术在飞机电气系统中的推广应用具有重要意义。     

非正弦和三相不对称系统中功率的实用计算

针对目前非正弦周期电流电路和三相不对称电路中功率的定义和计算中的缺陷，本提供了一种新的功率定义和实用计算方法。同时介绍了衡量三相系统不平衡度和谐波污染的量化指标。