基于换相开关和SVG配合的三相负荷不平衡治理研究
发布时间：2021-03-11 09:45
在我国低压配电网三相四线制下,由于大量单相用电负荷用电行为的差异,造成低压配电台区三相负荷不平衡日趋严重,严重影响配电网的安全和经济运行。在三相不平衡治理中,换相开关和静止无功发生器（Static Var Generator,SVG）常作为三相不平衡治理的自动化装置进行应用,这两种装置也在三相不平衡治理中起到不错的治理效果。在治理的过程中,不仅需要考虑治理后电能质量是否达到电力部门的要求,还需要考虑两种装置如何安装能够实现治理效果最大化。因此,在低压配电网中换相开关和SVG的合理配置,不仅能够提高电能质量保证配电网安全的运行,而且能够增加配电网的运行收益。本文基于换相开关和SVG配合对三相负荷不平衡治理,首先是通过安装换相开关对三相负荷不平衡进行调节治理,然后在此基础上通过安装SVG进一步实现对三相不平衡的治理。换相开关能够在不断电的情况下,对单相负荷用户进行实时相序切换,使得三相线路中负荷分配均衡,从而实现线路的三相平衡。本文通过分析现有的换相开关治理方法,针对其中关于换相开关配置问题存在的不足,提出基于粒子群算法的换相开关安装配置选择方法。首先通过用户用电数据建立三相不平衡度计算公...
【文章来源】：济南大学山东省
【文章页数】：70 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
平衡的三相电压波形
济南大学硕士学位论文15线电流所产生的磁感应通过油桶壁，造成变压器油温升高，缩短变压器的使用寿命；（3）三相不平衡产生的负序分量、零序分量，会引起以负序分量为判据的继电保护装置的误动作，影响供电可靠性；同时，零序分量无法接入旋转电机，导致旋转电机的输出功率减少，传输效率降低；（4）三相不平衡引起系统中性点的偏移，引起三相电压的矢量大小发生变化，使得用电设备在非额定电压下工作，长此以往，严重影响用电设备的使用寿命；（5）三相不平衡会引起电力电子器件产生谐波污染，给电能质量谐波治理方面增加困难；以上是三相不平衡对配电网中不同用电设备和线路损耗造成危害的概述，根据三相不平衡度的影响，可以为电力部门对三相不平衡治理提供参考，同时为进一步三相不平衡治理设备配置工作起到了指导作用。2.5配电台区三相不平衡仿真分析针对实际配电网中三相不平衡中存在三相负荷不对称问题，为了便于直观的展现不同工况下，三相线路中三相电流和中性线电流的变化情况。本文通过Matlab/Simulink仿真软件搭建配电网的三相模型，对配电网中三相负荷对称和三相负荷不对称情况进行仿真分析。该仿真分析主要是为了比较直观的表现三相不平衡的影响，而对于仿真模块的搭建，考虑到不涉及本文研究的侧重点，所以本文不再赘述。配电网拓扑仿真图，如图2.2所示。图2.2配电网三相不平衡拓扑仿真
基于换相开关和SVG配合的三相负荷不平衡治理研究16（1）本文选取10/0.4KV变压器，对三相负荷平衡情况下，三相负荷有功功率分别为100kW进行仿真，仿真时间0.1s。在三相负荷平衡时，三相电流幅值、相位差相等，中性线电流为零。三相负荷平衡时，三相电流仿真结果如图2.3所示，中性线电流、电压仿真结果，如图2.4所示。由仿真结果可知：在三相平衡时，中性线电流为零，中性线无损耗产生。图2.3三相平衡时三相电流波形仿真图2.4三相平衡时中性线电压、电流波形仿真（2）三相负荷不平衡时，三相负荷有功功率分别为100kW、80kW、20kW，仿真时间0.1s。其仿真结果如图2.5、图2.6所示。从仿真结果中可以看出，由于三相负荷不平衡，三相电流在幅值、相位差上不再相同，同时造成中性线上有电流流过且存在电压压降。
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于组合赋权和改进灰色关联分析的电能质量综合评价方法[J]. 蒋洁,周福林,钟凯,杨瑞轩. 电力系统及其自动化学报. 2020(08)
[2]电能质量治理设备运行状态识别及其治理效果评价[J]. 甄超,张健,季坤,王昕,邓凌峰,汪颖. 电测与仪表. 2020(03)
[3]考虑电网动态特性的无功补偿配置方案[J]. 胡臻,崔挺,呙虎,左剑,张斌. 电力系统及其自动化学报. 2019(10)
[4]农村配电变压器台区三相不平衡治理措施的研究[J]. 潘泽彬. 工程技术研究. 2019(18)
[5]配电台区三相不平衡治理及节能方案的研究[J]. 成静红,吕娜娜,沈玲玲,潘健康,杨柳. 电工电气. 2019(07)
[6]三相不平衡预计算控制策略[J]. 李永霞,龚宇雷,赵燕燕,郭修宵. 电力系统及其自动化学报. 2020(03)
[7]基于复变LMS估计的不平衡电压下APF谐波电流检测方法[J]. 王盈,刘震. 价值工程. 2019(04)
[8]考虑网络拓扑和换相受限的负荷平衡控制策略[J]. 张愉,丁一,张磐,张佳,王旭东. 电力系统及其自动化学报. 2019(01)
[9]基于数据挖掘的电压无功灵敏度分析及应用[J]. 张云菊,何晔,李秀萍,陈忠益,李绥荣,徐艳. 自动化与仪器仪表. 2018(05)
[10]配电网三相不平衡的定义及治理综述[J]. 徐梦婵. 新型工业化. 2018(05)
博士论文
[1]级联H桥多电平STATCOM的控制策略及应用研究[D]. 胡应宏.哈尔滨工业大学 2013
[2]粒子群优化算法的理论及实践[D]. 张丽平.浙江大学 2005
硕士论文
[1]三相不平衡对低压配电网的安全经济性评估[D]. 杨超.济南大学 2019
[2]基于智能换相开关的三相不平衡控制研究[D]. 张二超.电子科技大学 2018
[3]计及电压质量的配电网无功优化研究[D]. 张敬婷.济南大学 2017
[4]静止无功发生器SVG在农村电网中的应用研究[D]. 陆心怡.沈阳农业大学 2016
[5]一种基于多维标度的无线传感器定位算法研究[D]. 李响.吉林大学 2015
[6]江西电网配电变压器三相不平衡综合治理措施研究[D]. 叶伟杰.南昌大学 2013
[7]基于对称分量法的矿热炉短网补偿技术的研究[D]. 赵欣.长春工业大学 2010
[8]三相四线制配电网络潮流模型与算法研究[D]. 张辉.重庆大学 2007
本文编号：3076272
【文章来源】：济南大学山东省
【文章页数】：70 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
平衡的三相电压波形
济南大学硕士学位论文15线电流所产生的磁感应通过油桶壁，造成变压器油温升高，缩短变压器的使用寿命；（3）三相不平衡产生的负序分量、零序分量，会引起以负序分量为判据的继电保护装置的误动作，影响供电可靠性；同时，零序分量无法接入旋转电机，导致旋转电机的输出功率减少，传输效率降低；（4）三相不平衡引起系统中性点的偏移，引起三相电压的矢量大小发生变化，使得用电设备在非额定电压下工作，长此以往，严重影响用电设备的使用寿命；（5）三相不平衡会引起电力电子器件产生谐波污染，给电能质量谐波治理方面增加困难；以上是三相不平衡对配电网中不同用电设备和线路损耗造成危害的概述，根据三相不平衡度的影响，可以为电力部门对三相不平衡治理提供参考，同时为进一步三相不平衡治理设备配置工作起到了指导作用。2.5配电台区三相不平衡仿真分析针对实际配电网中三相不平衡中存在三相负荷不对称问题，为了便于直观的展现不同工况下，三相线路中三相电流和中性线电流的变化情况。本文通过Matlab/Simulink仿真软件搭建配电网的三相模型，对配电网中三相负荷对称和三相负荷不对称情况进行仿真分析。该仿真分析主要是为了比较直观的表现三相不平衡的影响，而对于仿真模块的搭建，考虑到不涉及本文研究的侧重点，所以本文不再赘述。配电网拓扑仿真图，如图2.2所示。图2.2配电网三相不平衡拓扑仿真
基于换相开关和SVG配合的三相负荷不平衡治理研究16（1）本文选取10/0.4KV变压器，对三相负荷平衡情况下，三相负荷有功功率分别为100kW进行仿真，仿真时间0.1s。在三相负荷平衡时，三相电流幅值、相位差相等，中性线电流为零。三相负荷平衡时，三相电流仿真结果如图2.3所示，中性线电流、电压仿真结果，如图2.4所示。由仿真结果可知：在三相平衡时，中性线电流为零，中性线无损耗产生。图2.3三相平衡时三相电流波形仿真图2.4三相平衡时中性线电压、电流波形仿真（2）三相负荷不平衡时，三相负荷有功功率分别为100kW、80kW、20kW，仿真时间0.1s。其仿真结果如图2.5、图2.6所示。从仿真结果中可以看出，由于三相负荷不平衡，三相电流在幅值、相位差上不再相同，同时造成中性线上有电流流过且存在电压压降。
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于组合赋权和改进灰色关联分析的电能质量综合评价方法[J]. 蒋洁,周福林,钟凯,杨瑞轩. 电力系统及其自动化学报. 2020(08)
[2]电能质量治理设备运行状态识别及其治理效果评价[J]. 甄超,张健,季坤,王昕,邓凌峰,汪颖. 电测与仪表. 2020(03)
[3]考虑电网动态特性的无功补偿配置方案[J]. 胡臻,崔挺,呙虎,左剑,张斌. 电力系统及其自动化学报. 2019(10)
[4]农村配电变压器台区三相不平衡治理措施的研究[J]. 潘泽彬. 工程技术研究. 2019(18)
[5]配电台区三相不平衡治理及节能方案的研究[J]. 成静红,吕娜娜,沈玲玲,潘健康,杨柳. 电工电气. 2019(07)
[6]三相不平衡预计算控制策略[J]. 李永霞,龚宇雷,赵燕燕,郭修宵. 电力系统及其自动化学报. 2020(03)
[7]基于复变LMS估计的不平衡电压下APF谐波电流检测方法[J]. 王盈,刘震. 价值工程. 2019(04)
[8]考虑网络拓扑和换相受限的负荷平衡控制策略[J]. 张愉,丁一,张磐,张佳,王旭东. 电力系统及其自动化学报. 2019(01)
[9]基于数据挖掘的电压无功灵敏度分析及应用[J]. 张云菊,何晔,李秀萍,陈忠益,李绥荣,徐艳. 自动化与仪器仪表. 2018(05)
[10]配电网三相不平衡的定义及治理综述[J]. 徐梦婵. 新型工业化. 2018(05)
博士论文
[1]级联H桥多电平STATCOM的控制策略及应用研究[D]. 胡应宏.哈尔滨工业大学 2013
[2]粒子群优化算法的理论及实践[D]. 张丽平.浙江大学 2005
硕士论文
[1]三相不平衡对低压配电网的安全经济性评估[D]. 杨超.济南大学 2019
[2]基于智能换相开关的三相不平衡控制研究[D]. 张二超.电子科技大学 2018
[3]计及电压质量的配电网无功优化研究[D]. 张敬婷.济南大学 2017
[4]静止无功发生器SVG在农村电网中的应用研究[D]. 陆心怡.沈阳农业大学 2016
[5]一种基于多维标度的无线传感器定位算法研究[D]. 李响.吉林大学 2015
[6]江西电网配电变压器三相不平衡综合治理措施研究[D]. 叶伟杰.南昌大学 2013
[7]基于对称分量法的矿热炉短网补偿技术的研究[D]. 赵欣.长春工业大学 2010
[8]三相四线制配电网络潮流模型与算法研究[D]. 张辉.重庆大学 2007
本文编号：3076272
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