基于三相—单相供电结构的配电网供电方式研究

发布时间：2020-12-16 09:24

　　我国低压配电网多采用三相四线制供电方式,由于三相负荷分配不均、单相随机性负荷、居民用电三相不同步等原因会造成三相不平衡,会加剧电压偏差、线损等问题,严重时会影响配电网安全稳定运行。为了降低配电网三相不平衡运行的不利影响,本文研究了三相-单相供电结构的配电网供电方式。首先,提出了一种基于三相-单相交直交变换器的配电网供电方式,该方式将配电变压器低压侧的三相交流电通过交直交变换器变换为单相交流电向用户供电,并增设了滤波器。从建设投资、运行性能方面分析了所提出供电方式,并分析了其运行可靠性。在此基础上,提出一种投切式三相-单相供电装置,可根据三相不平衡度切换为三相-单相运行或三相四线制运行,给出了投切判据及切换逻辑。其次,对基于电力电子变压器的三相-单相供电方式进行了研究。给出了三相-单相电力电子变压器的各级结构、控制方式,并从可靠性、电能质量等方面进行了研究,给出了该供电方式的适用场合。在供电半径与用户负荷分布相同的条件下,利用PSCAD/EMTDC建立了三相四线制及基于交直交变换器和电力电子变压器的三相-单相供电方式等三种模型,进行了不同运行工况下的仿真计算,对比分析了配电网的电压偏差、... 

【文章来源】：西安理工大学陕西省

【文章页数】：56 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

换相开关型三相不平衡调节装置

1.绪论3图1-1换相开关型三相不平衡调节装置Fig.1-1Commutationswitchtypethree-phaseunbalanceadjustmentdevice虽然与传统的手动调节负荷方法来比，这种通过换相开关解决三相不平衡的措施不依赖人工、可以在线调整，提高了调节效率，在实际生产中取得了一定的成效。但该方法目前仍存在着建设成本较高、控制算法及换相判据的设定复杂、不能连续调节、只能一定程度上改善三相不平衡等技术问题。（3）电力电子型三相不平衡调节装置如图1-2所示，电力电子型的三相不平衡调节装置[10]是通过采集系统的三相电流信息后发送至逻辑信号处理单元，由逻辑信号处理单元对不平衡电流进行分析计算，通过控制算法确定系统所需的补偿电流，再由控制器将控制信号送至驱动电路，从而向节点注入系统所需的补偿电流，使得系统维持三相电流对称。图1-2电力电子型三相不平衡调节装置Fig.1-2Powerelectronictypethree-phaseunbalanceadjustmentdevice

西安理工大学工程硕士专业学位论文6图1-3SBN直流配电系统Fig.1-3SBNDCpowerdistributionsystem1.3论文的主要工作本文重点研究了三相-单相供电结构的低压配电系统对三相不平衡的治理问题，分别对采用三相-单相交直交变换器与采用三相-单相电力电子变压器的两种供电方案进行了研究。在考虑了配电网中居民用户或农网用户电力负荷用电特点的基础上，研究了所提出供电方式的拓扑结构与控制方案，并提出了一种基于交直交变换器的投切式三相-单相供电装置，研究了该供电方式的工作原理与装置投切判据，并对其可靠性进行了分析，给出了适用场合。以配电网电能质量为切入点，在PSCAD/EMTDC仿真环境中建立了基于三相-单相交直交变换器与三相-单相电力电子变压器两种供电方式仿真模型，通过与我国配网普遍采用的三相四线制供电方式进行比较，并分析了三相-单相供电方式对于我国配电网建设工作的意义，最后通过在不同三相不平衡运行条件下的仿真算例验证了模型的可行性。本文主要研究工作包括以下几个方面：首先，本文介绍了配电网电能质量问题的研究背景与意义，分析了系统不对称运行造成的因素及所带来的问题，分析了目前不同治理措施的应用效果，并对目前直流配电网的发展特点进行了分析。其次，本文对基于三相-单相交直交变换器的配电网供电方式进行了研究，建立了该方式的供电模型，给出了其拓扑结构，并研究了各部分的控制方法。从经济性、可靠性、电能质量等方面对该供电方式进行了分析。提出了一种基于交直交变换器的投切式三相-单相供电装置。所提出的供电装置可根据系统运行状态在三相-单相供电方式与三相四线制方式间切换。最后通过仿真试验将该供电方式与三相四线制系统进行对比，给出了仿真数据与分析结果。


本文编号：2919929