微電網三相不平衡功率逆變補償裝置的補償方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬于微電網功率逆變補償裝置的補償方法，特別是一種具有三相并網逆 變、相間不平衡功率及電壓補償、功率因數補償的新能源發電微電網三相不平衡功率逆變 補償裝置的補償方法。
【背景技術】
[0002] 能源問題一直是制約一個人類社會發展的重要因素，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，著名的美國經濟學家杰里米?里夫金提出，世界即 將步入"后碳"時代，以互聯網技術和可再生能源相結合為特征的第三次工業革命將是人類 可持續發展、避免災難性氣候變化的希望。我國正在從戰略上調整目前的能源結構，大力研 究開發清潔可再生能源技術，包括風能、太陽能、氫能等能源的開發與應用。在國家政策的 大力引導下，風能、太陽能的開發與利用得到了迅猛的發展。2013年2月，國家電網公司發 布《關于做好分布式電源并網服務工作的意見》，明確指出家庭用戶不但能用風能、太陽能 等新能源發電裝置給自己供電，還可以將用不完的電賣給電網。
[0003] 新能源發電技術的高速發展促使分布式發電技術也突飛猛進，分布式發電系統的 建立促使了新型電網的建設，提升了傳統電網的穩定性與可靠性。三相并網逆變器是分布 式發電系統的核心部件，對其進行研究具有重要意義。
[0004] 傳統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電系 統中，用電負載很多是單相的，不均衡地分布于A、B、C三相，使得微電網三相功率不平衡， 導致三相電壓不平衡、某一相的電壓過低，降低供電質量，甚至影響正常供電。為了解決這 個問題，必須根據電網三相電壓值的大小，對發電系統發出的電進行A、B、C三相功率分配， 對低電壓的相進行功率補償，以實現三相電壓平衡。
[0005] 因此，有必要提供一種結構簡單，可實現性強，并能實現微電網三相不平衡功率補 償裝置的補償方法。
【發明內容】
[0006] 本發明的目的是提供一種結構簡單，既可實現并網逆變，又可實現功率補償及功 率因數補償的微電網三相不平衡功率補償裝置的補償方法。
[0007] 為了實現上述目的，本發明所采用的技術方案是：
[0008] -種微電網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 發電裝置、功率變換電路、濾波電路、相間繼電器、并網繼電器以及控制器，所述控制器通過 控制功率變換電路中八個IBGT的開通與關斷，將新能源發電裝置發出的直流電逆變為交 流電，經濾波電路、并網繼電器并入電網，所述補償裝置的補償方法是：所述控制器實時采 集三相電網電壓有效值、頻率和相位，找出電網電壓最低的相，并計算其它相與該相的電壓 差，根據電壓差調節三相并網功率，使得電網電壓最低相的并網功率最大，以補償電網電壓 及功率不平衡。當電網電壓最低相的并網電流達到功率變換電路的額定值，而該相電壓還 偏低時，斷開其它相的并網繼電器，設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；每相電流還可根據設定 超前或之后電壓一定的角度，對電網功率因數進行補償。
[0009] 與現有技術相比，本發明微電網三相不平衡功率逆變補償裝置與補償方法，結構 簡單，功率及電壓不平衡補償能力強。既可實現逆變，又可實現并網，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合附圖，本發明將變得更加清晰，這些附圖用于解釋本發明 的實施例。
【附圖說明】
[0011] 圖1為本發明微電網三相不平衡功率逆變補償裝置的原理框圖。
[0012] 圖2為本發明微電網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] 現在參考附圖描述本發明的實施例，附圖中類似的元件標號代表類似的元件。
[0014] 在本發明的一個實施例中，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根據新能源發電裝置 的輸出功率，平均分配三相并網功率；然后在每個控制周期實時采集三相電網電壓有效值、 頻率和相位，找出電網電壓最低的相，計算其它相與最低相的電壓差，如果電壓差大于設定 的閾值，則將電壓高的相的輸出電流減去一個常數，將電壓最低相的電流增加等量常數，直 到電壓高的相并網電流為零，或電壓低的相并網電流達到額定值為止。
[0015] 在本發明的另一實施例中，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，電壓高的相并網電流為 零，或電壓低的相并網電流達到額定值，電壓低的相與電壓高的相電壓差仍大于設定閾值， 則關閉電壓高的相對應的并網繼電器，設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，共同補償低電壓相的功率和 電壓。
[0016] 如圖1所示，本發明包括新能源發電裝置300、功率變換電路200、濾波電路400、相 間繼電器500、并網繼電器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的開通與關斷，將新能源 發電裝置300發出的直流電逆變為交流電，經濾波電路400、并網繼電器600并入電網。控制 器100實時采集三相電網電壓有效值、頻率和相位，找出電網電壓最低的相，并計算其它相 與該相的電壓差，根據電壓差調節三相并網功率，使得電網電壓最低相的并網功率最大，以 補償電網電壓及功率不平衡。當電網電壓最低相的并網電流達到功率變換電路的額定值， 而該相電壓還偏低時，斷開其它相的并網繼電器，設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 還可根據設定超前或之后電壓一定的角度，對電網功率因數進行補償。
[0018] 所述控制器100在起始狀態根據新能源發電裝置300的輸出