配网电力损耗动态优化平衡装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及低压配网技术领域，具体涉及一种配网电力损耗动态优化平衡装 置。
【背景技术】
[0002] H相功率不平衡问题很早已经被提出，在郊区电网改造时对于H相功率平衡问题 已经得到重视，通过优化配电网络等方式，对H相不平衡问题有了一定改善。但由于郊区 电网改造规模大、任务重、时间紧，不可能面面俱到巧日规划调平H相负荷）；加之改造资金 有限，为了降低费用，架设了一定数量的单相两线线路，尤其是低压分支线路中，单相两线 线路占一定比例；还有在下户线接火施工中，一些施工人员素质低，没有H相负荷平衡的概 念，施工中或随意接单相负荷，或为了不接成380V，把单相负荷都接到中间两根线上，该在 一定程度上加重了H相不平衡度。尤其在实施"家电下乡"政策后，大功率家用电器进入 寻常百姓家，家用电器单台容量大多数从几百瓦到几千瓦不等，而且都是采用单相220V电 源供电，造成单相负荷激增，而且客户用电水平高低不齐，再加上由于单相用户的不可控增 容、大功率单相负载的接入W及单相负载用电的不同时性等，客观上给调查和测量工作带 来了困难，很容易造成负荷不平衡。
[0003] 现阶段郊区电网配电解决H相不平衡问题主要依靠人为经验，造成各地H相不平 衡情况参差不齐，仍然存在较大的线路损耗问题，尤其中性线电流，工作人员靠观测台区变 压器出线端H相电流大小判断不平衡电流，然而中性线电流往往被忽视，造成较大的电能 损失，同时影响了电网运行的安全。随着国家对节能W及人民对用电可靠性要求的不断提 高，需要对郊区电网中存在的H相功率不平衡问题进行更加深入的分析，同时采用先进的 技术手段，尽可能减少人为参与因素，解决H相功率不平衡问题。
[0004] 现阶段，广泛采用的方式为柱上无功补偿装置，安装在台区变压器低压出线侧，一 般采用分相无功补偿方式，消除不平衡的无功功率，已达到平衡功率的目的，该种方式实际 应用时存在很多问题，一方面，H相功率不平衡除了无功不平衡，同时包含有功不平衡，无 功补偿装置无法满足平衡有功不平衡的功能；另一方面，用电负荷组成越来越复杂，无功已 经不单单是W感性无功方式出现，仍起不到消除无功不平衡的作用；第H方面，郊区电网H 相不平衡造成的线路损耗主要集中在台区变压器低压线缆，在变压器低压出线安装补偿装 置，仍旧无法解决低压线路的损耗；第四方面，由于无法实现连续性，电容分相补偿适用范 围大大降低。
[0005]目前国内外解决H相功率平衡的手段主要有两种；一种是通过合理配置各相负 载，使各相负载平衡，从而实现功率平衡的目的。此方法是解决功率不平衡的基本手段，但 是由于用户用电的随机性W及用电设备性质不完全一直，无法彻底解决不平衡问题。国外 发达国家采用此方法较多，主要是因为电网智能化程度较高，H相功率不平衡问题解决较 好；另一种方法是采用功率平衡装置，平衡H相功率。
[0006]国内外功率平衡技术主要经历了H个阶段，第一个阶段是采用无功补偿手段解决 H相不平衡，此方法较为简单，一般采用分相电容补偿方式，消除H相不平衡的无功功率， 达到H相平衡的目的，但从其采用的技术方式可W看出，电容补偿仅仅可W解决无功的不 平衡，对于有功不平衡及零序电流无法有效解决，存在很大的局限性，尤其用电设备复杂程 度越来越高，电容分相补偿已经无法很好的解决H相不平衡问题。随着无功补偿技术的发 展，又出现了SVC(静止无功补偿器）与SVG(静止无功发生器）无功补偿方式，可W很好解 决电容补偿存在的连续性问题W及补偿方向问题(可容性与感性双向补偿)，但仍旧输出无 功补偿范畴，无法彻底解决功率H相不平衡问题。
[0007] 第二个阶段是采用化C方式，即通过给线路增加电阻、电感、电容，从物理方面，改 变负载特性，电容与电感起到补偿容性无功与感性无功的目的，电阻起到平衡有功的目的， 该方法硬件结构简单，但问题也比较突出，一方面电阻、电感、电容参数是固定的，无法动态 调节，适应性差，另一方面，采用电阻后，损耗较大，造成电能损失，因而该技术没有得到广 泛应用。
[0008] 第H阶段是采用电力电子技术，随着电力电子技术的快速发展，相关应用越来越 广泛，电力电子技术衍生的相关设备已经成为电能转换的主要设备。无论在输电环节(直流 输电）还是配电环节(变频器、UPS、L邸等）W及新型的无功补偿装置（SVG)都广泛应用，因 而电力电子技术为解决H相功率不平衡问题提供了解决方案。现阶段，国内外研究主要集 中在H相无功功率方面，通过SVG分相补偿解决H相无功问题，目前主要集中在工矿企业 大功率补偿的应用。对于有功平衡研究较少，尤其对于郊区电网用电分散的场合，还没有太 多研究与应用。
[0009] 综合现有问题，需要采用新的技术手段，主要是通过在台区变压器低压配电网分 散安装主动式功率平衡装置，优化配电网络H相功率平衡，同时减少中线电流，起到降低线 路损耗W及提高配电网络可靠性的目标。 【实用新型内容】
[0010] 本实用新型的目的在于提供一种配网电力损耗动态优化平衡装置，采用先进的电 力电子技术，自动平衡H相功率(包括平衡有功功率及无功功率)，同时消除中性线的基波 电流，从而解决H相不平衡造成的线路损耗、提高线路输电能力、提高电网的可靠性。
[0011] 为了达到上述目的，本实用新型通过W下技术方案实现：一种配网电力损耗动态 优化平衡装置，设置在交流电源与负载之间，其特点是，包含：
[0012] 电压采样单元，用于采集电网的电压信号，包含分别设置在交流电源侧的A相、B相、C相及中性线N上的四个电压互感器；
[0013]电流采样单元，用于采集电网的电流信号，包含分别设置在交流电源侧的A相、B相、C相及中性线N上的四个电流互感器；
[0014] 指令电流运算电路，分别与所述的电压采样单元及电流采样单元连接，根据电压 信号及电流信号生成指令电流；
[0015]电流跟踪控制电路，与所述指令电流运算电路连接，根据指令电流生成驱动信 号；
[0016] 驱动电路，与所述电流跟踪控制电路连接；
[0017] 主电路，与所述驱动电路连接，根据驱动信号对电网进行电流补偿；
[0018] 所述主电路包含多个补偿电路，所述多个补偿电路分别连接负载侧的A相、B相、C 相及中性线N;
[0019] 所述补偿电路包含依次连接的桥式变流器、电抗器、电阻及交流接触器；
[0020] 所述桥式变流器连接驱动电路；
[0021] 所述交流接触连接负载侧的电路。
[0022] 所述的指令电流运算电路包含：
[0023]同步信号生成单元，其输入端连接电压采样单元的输出端；
[0024] 电压控制单元，其输入端连接所述电压采样单元的输出端；
[0025]指令生成单元，输入端分别连接所述电流采样单元的输出端、同步信号生成单元 的输出端及电压控制单元的输出端；
[0026] 所述的指令生成单元的输出端与所述电流跟踪控制电路的输入端连接。
[0027] 所述的同步信号生成单元包含：
[0028] 锁相环，其输入端连接电压采样单元的输出端；
[0029]H角函数运算模块，输入端连接锁相环的输出端，其输出端连接指令生成单元的 输入端。
[0030] 所述的电压控制单元包含：
[0031] 参考电压输入模块；
[0032] 减法器，输入端连接所述参考电压输入模块的输出端及电压采样单元的输出端；
[0033] 比例积分调节器，输入端连接所述减法器的输出端，其输出端连接指令生成单元 的输入端。
[0034] 所述的指令生成单元包含：
[0035] 瞬时无功正变换模块，输入端分别与所述