微電網(wǎng)三相不平衡功率逆變補償裝置的補償方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于微電網(wǎng)功率逆變補償裝置的補償方法，特別是一種具有三相并網(wǎng)逆 變、相間不平衡功率及電壓補償、功率因數(shù)補償?shù)男履茉窗l(fā)電微電網(wǎng)三相不平衡功率逆變 補償裝置的補償方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 能源問題一直是制約一個人類社會發(fā)展的重要因素，社會的每一次重大進步，都 離不開能源的改進和更替。2012年6月，著名的美國經(jīng)濟學(xué)家杰里米?里夫金提出，世界即 將步入"后碳"時代，以互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和可再生能源相結(jié)合為特征的第三次工業(yè)革命將是人類 可持續(xù)發(fā)展、避免災(zāi)難性氣候變化的希望。我國正在從戰(zhàn)略上調(diào)整目前的能源結(jié)構(gòu)，大力研 究開發(fā)清潔可再生能源技術(shù)，包括風(fēng)能、太陽能、氫能等能源的開發(fā)與應(yīng)用。在國家政策的 大力引導(dǎo)下，風(fēng)能、太陽能的開發(fā)與利用得到了迅猛的發(fā)展。2013年2月，國家電網(wǎng)公司發(fā) 布《關(guān)于做好分布式電源并網(wǎng)服務(wù)工作的意見》，明確指出家庭用戶不但能用風(fēng)能、太陽能 等新能源發(fā)電裝置給自己供電，還可以將用不完的電賣給電網(wǎng)。
[0003] 新能源發(fā)電技術(shù)的高速發(fā)展促使分布式發(fā)電技術(shù)也突飛猛進，分布式發(fā)電系統(tǒng)的 建立促使了新型電網(wǎng)的建設(shè)，提升了傳統(tǒng)電網(wǎng)的穩(wěn)定性與可靠性。三相并網(wǎng)逆變器是分布 式發(fā)電系統(tǒng)的核心部件，對其進行研究具有重要意義。
[0004] 傳統(tǒng)的逆變器輸出的交流電三相電壓、功率是平衡的，但在海島等分布式發(fā)電系 統(tǒng)中，用電負(fù)載很多是單相的，不均衡地分布于A、B、C三相，使得微電網(wǎng)三相功率不平衡， 導(dǎo)致三相電壓不平衡、某一相的電壓過低，降低供電質(zhì)量，甚至影響正常供電。為了解決這 個問題，必須根據(jù)電網(wǎng)三相電壓值的大小，對發(fā)電系統(tǒng)發(fā)出的電進行A、B、C三相功率分配， 對低電壓的相進行功率補償，以實現(xiàn)三相電壓平衡。
[0005] 因此，有必要提供一種結(jié)構(gòu)簡單，可實現(xiàn)性強，并能實現(xiàn)微電網(wǎng)三相不平衡功率補 償裝置的補償方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的目的是提供一種結(jié)構(gòu)簡單，既可實現(xiàn)并網(wǎng)逆變，又可實現(xiàn)功率補償及功 率因數(shù)補償?shù)奈㈦娋W(wǎng)三相不平衡功率補償裝置的補償方法。
[0007] 為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：
[0008] -種微電網(wǎng)三相不平衡功率逆變補償裝置的補償方法，所述補償裝置包括新能源 發(fā)電裝置、功率變換電路、濾波電路、相間繼電器、并網(wǎng)繼電器以及控制器，所述控制器通過 控制功率變換電路中八個IBGT的開通與關(guān)斷，將新能源發(fā)電裝置發(fā)出的直流電逆變?yōu)榻?流電，經(jīng)濾波電路、并網(wǎng)繼電器并入電網(wǎng)，所述補償裝置的補償方法是：所述控制器實時采 集三相電網(wǎng)電壓有效值、頻率和相位，找出電網(wǎng)電壓最低的相，并計算其它相與該相的電壓 差，根據(jù)電壓差調(diào)節(jié)三相并網(wǎng)功率，使得電網(wǎng)電壓最低相的并網(wǎng)功率最大，以補償電網(wǎng)電壓 及功率不平衡。當(dāng)電網(wǎng)電壓最低相的并網(wǎng)電流達到功率變換電路的額定值，而該相電壓還 偏低時，斷開其它相的并網(wǎng)繼電器，設(shè)定其它相的輸出電流與該相同相位，開通其它相與該 相的相間繼電器，兩相或三相并入該相，共同補償該相功率及電壓；每相電流還可根據(jù)設(shè)定 超前或之后電壓一定的角度，對電網(wǎng)功率因數(shù)進行補償。
[0009] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明微電網(wǎng)三相不平衡功率逆變補償裝置與補償方法，結(jié)構(gòu) 簡單，功率及電壓不平衡補償能力強。既可實現(xiàn)逆變，又可實現(xiàn)并網(wǎng)，甚至可以三相輸出共 同接入電壓最低的相，共同補償該相功率及電壓。
[0010] 通過以下的描述并結(jié)合附圖，本發(fā)明將變得更加清晰，這些附圖用于解釋本發(fā)明 的實施例。
【附圖說明】
[0011] 圖1為本發(fā)明微電網(wǎng)三相不平衡功率逆變補償裝置的原理框圖。
[0012] 圖2為本發(fā)明微電網(wǎng)三相不平衡功率逆變補償方法的控制流程圖。
【具體實施方式】
[0013] 現(xiàn)在參考附圖描述本發(fā)明的實施例，附圖中類似的元件標(biāo)號代表類似的元件。
[0014] 在本發(fā)明的一個實施例中，將電壓高的相的逆變功率減小，增加電壓低的相的功 率，實現(xiàn)低電壓相的功率補償。具體特征在于，所述控制器在起始狀態(tài)根據(jù)新能源發(fā)電裝置 的輸出功率，平均分配三相并網(wǎng)功率；然后在每個控制周期實時采集三相電網(wǎng)電壓有效值、 頻率和相位，找出電網(wǎng)電壓最低的相，計算其它相與最低相的電壓差，如果電壓差大于設(shè)定 的閾值，則將電壓高的相的輸出電流減去一個常數(shù)，將電壓最低相的電流增加等量常數(shù)，直 到電壓高的相并網(wǎng)電流為零，或電壓低的相并網(wǎng)電流達到額定值為止。
[0015] 在本發(fā)明的另一實施例中，將電壓高的相的逆變輸出變換為與電壓低的相同相 位，并且并入電壓低的相，共同為電壓低的相供電。具體特征在于，電壓高的相并網(wǎng)電流為 零，或電壓低的相并網(wǎng)電流達到額定值，電壓低的相與電壓高的相電壓差仍大于設(shè)定閾值， 則關(guān)閉電壓高的相對應(yīng)的并網(wǎng)繼電器，設(shè)定該相的逆變電流與低電壓相的電流同相位，開 通該相與低電壓相的相間繼電器，二相或三相并入低電壓相，共同補償?shù)碗妷合嗟墓β屎?電壓。
[0016] 如圖1所示，本發(fā)明包括新能源發(fā)電裝置300、功率變換電路200、濾波電路400、相 間繼電器500、并網(wǎng)繼電器600以及控制器100。
[0017] 所述控制器100通過控制功率變換電路200中八個IBGT的開通與關(guān)斷，將新能源 發(fā)電裝置300發(fā)出的直流電逆變?yōu)榻涣麟?，?jīng)濾波電路400、并網(wǎng)繼電器600并入電網(wǎng)?？刂?器100實時采集三相電網(wǎng)電壓有效值、頻率和相位，找出電網(wǎng)電壓最低的相，并計算其它相 與該相的電壓差，根據(jù)電壓差調(diào)節(jié)三相并網(wǎng)功率，使得電網(wǎng)電壓最低相的并網(wǎng)功率最大，以 補償電網(wǎng)電壓及功率不平衡。當(dāng)電網(wǎng)電壓最低相的并網(wǎng)電流達到功率變換電路的額定值， 而該相電壓還偏低時，斷開其它相的并網(wǎng)繼電器，設(shè)定其它相的輸出電流與該相同相位，開 通其它相與該相的相間繼電器，兩相或三相并入該相，共同補償該相功率及電壓。每相電流 還可根據(jù)設(shè)定超前或之后電壓一定的角度，對電網(wǎng)功率因數(shù)進行補償。
[0018] 所述控制器100在起始狀態(tài)根據(jù)新能源發(fā)電裝置300的輸出