新型综合配网调控装置及其应用
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面向能源互联网的智能配电系统与装备
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西华大学、成都麦隆电气有限公司、安顺供电局的研究人员赵梓淮、胡鹏、梁均，在2019年第4期《电气技术》杂志上撰文指出，由于配电网的结构复杂以及入网设备的多样化，电力系统的电能质量问题逐渐显露出来。电能质量问题涵盖广泛，既涉及电压合格率，又关系谐波含量。这种情况下，必须采用相应的电能质量调节装置进行改善。
为了解决配网质量问题，本文从谐波消除、基波补偿等方面综合研究，提出一种新的配网综合调控装置，给出各部分硬件电路和控制策略。通过在贵州省安顺市的实际运行使用，验证了该装置在完成三相不平衡电流补偿、无功补偿、电压平衡及节能减耗等方面具有良好的性能，值得进一步推广。
在我国城乡配电网中，主要采用三相四线制的配电方式，理想情况下，三相负荷为平衡配置变压器对称运行。但实际上由于在用户端存在着大量的冲击负荷，如电弧炉、电焊机、硅整流设备等，其参数并不像电阻性负载设备那样呈线性，而且用电不具同时性，因此配电变压器的三相不平衡运行是不可避免的。
配电变压器在不对称运行时，会产生大量的负序电流和零序电流，这会增加电网的功率损耗，降低变压器的出力，威胁配电网的安全运行，严重影响供电质量。理想的用电设备在实际中并不存在，因此对电网的电能质量的影响也会一直存在。
用电设备对供电质量会有一定的容忍，在较小范围内电能质量波动是不影响设备的正常使用和运行的，但是电能质量波动超过一定的范围则会影响设备正常运行，严重时会损毁用电设备。所以国标GB 50052—95《供配电系统设计规范》、《变压器运行规程》中都规定了配电变压器运行时中线电流不能超过变压器额定电流的25%，三相电流的不平衡度小于15%。
为了解决配网质量的问题，已有多种电能质量调节器，文献[5]采用的统一电能质量调节器系统结构复杂。文献[6]采用DSP分别控制零序补偿器和负序补偿部分，在实际工作环境下测试，但结果不够理想，平均功率因数0.95。文献[7]提出的电能质量调节器仅在15Hz和45Hz频率下进行仿真，未在实际工频下进行实际测试。
本文提出了一种三相四线制的新型综合配网调控装置，分析了其基本工作原理，通过在贵州省安顺市实际应用证明了其电能质量调节的能力。
图1 综合配网调控装置工作原理示意图
图4 装置在新寨的安装
本文提出了一种新的综合配网调控装置，在贵州省安顺市实际使用时设备的运行情况良好、系统稳定可靠，电能质量调整效果显著。本装置使配网的三相不平衡程度降低、功率因数升高，电能质量明显提高；回流到变压器的零序电流减小，保证了设备和电网的安全；同时降低了损耗，在能源方面和经济方面都有显著的优化作用。该综合配网调控装置的安装，可以有效解决变压器三相不平衡运行时造成的电压和电流不平衡、功率因数低和损耗大等电能质量问题。