CN110224417B - 一种低压配电网三相负荷不平衡自动调整系统 - Google Patents

Abstract

本发明专利属于电力系统领域，具体公开了一种低压配电网三相负荷不平衡自动调整系统，包括：配变端口出口电能质量治理装置、总控制器、终端信号采集器、分支相间电能质量治理装置和换相开关本体控制器；所述配变端口出口电能质量治理装置实时获取低压配电网的配变端口出口的第一电压值和第一电流值，所述终端信号采集器实时获取线路末端各分支路的第二电压值和第二电流值以及各个配电终端出口的第三电压值和第三电流值；所述总控制器根据电压值和电流值得到配变端口出口和各分支路的三相负荷不平衡度、电压畸变率和功率因数并对低压配电网的配变端口出口和各分支路的三相负荷不平衡进行自动调整，从整体上降低线路损耗，提升配电网的供电能力。

Description

一种低压配电网三相负荷不平衡自动调整系统

技术领域

本发明专利涉及电力技术领域，尤其是一种低压配电网三相负荷不平衡自动调整系统。

背景技术

在低压配电网中，由于单相负荷所占比例很大，负荷使用的随机性较高，往往引起配电网的三相负荷不平衡。三相不平衡是指在电力系统中三相电流或者电压的幅值不一致，且幅值差超过规定的范围。低压配电网的长期三相不平衡运行将会引起诸多问题，例如，降低变压器出力、增加变压器损耗、电网保护元件误动作、增加线路损耗以及配电网末端“低电压”等等。

针对上面所述的低压配电网普遍存在的三相负荷不平衡现象，目前采用的方法是先对台区负荷不平衡度进行统计分析，根据分析结果，再用人工进行负荷调整或在配变端口出口加装集中补偿设备。而在人工调整前，必须先对整个低压台区停电，然后，再对低压线路负荷较大的分支线进行调整。每调整一个T接点，从办工作票到工作结束，需要很长时间，既影响了用户的正常用电，又造成了供电企业的电费收入损失。

再者，目前的自动化调整系统，只采集配变端口出口的电压电流信号，没有对整个配网的负荷和电压情况全方位监控，调整效果不理想，不能实现末端线路的不平衡治理，不能从根源上解决配电网三相负荷不平衡问题。

基于此，如何实现配电网三相负荷不平衡的自动调整是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。

发明内容

针对现有技术中的问题，本发明的目的是要提供一种低压配电网三相负荷不平衡自动调整系统。

为了达到上述目的，本发明的技术方案是：

一种低压配电网三相负荷不平衡自动调整系统，包括：配变端口出口电能质量治理装置、总控制器、终端信号采集器、分支相间电能质量治理装置和换相开关本体控制器；

所述配变端口出口电能质量治理装置、终端信号采集器、分支相间电能质量治理装置和换相开关本体控制器分别与总控制器连接；

所述配变端口出口电能质量治理装置实时获取低压配电网的配变端口出口的第一电压值和第一电流值，所述终端信号采集器实时获取线路末端出口各分支路的第二电压值和第二电流值以及各个配变终端出口的第三电压值和第三电流值；

所述总控制器根据所述第一电压值和第一电流值、第二电压值和第二电流值以及第三电压值和第三电流值得到配变端口出口和各分支路的三相负荷不平衡度、电压畸变率和功率因数；以及通过所述配变端口出口电能质量治理装置、分支相间电能质量治理装置和换相开关本体控制器对低压配电网的配变端口出口和各分支路的三相负荷不平衡度、电压畸变率和功率因数进行自动调整。

进一步，本发明所述的低压配电网三相负荷不平衡自动调整系统，所述总控制器与终端信号采集器之间通过无线通讯、载波通讯及RS485中的任一种方式进行通信。

进一步，本发明所述的低压配电网三相负荷不平衡自动调整系统，所述总控制器通过RS485与配变端口出口电能质量治理装置进行通信。

进一步，本发明所述的低压配电网三相负荷不平衡自动调整系统，所述配变端口出口电能质量治理装置用于：

当所述配变端口出口的不平衡度不大于第一预设值时，对所述配变端口出口的不平衡度进行补偿。

进一步，本发明所述的低压配电网三相负荷不平衡自动调整系统，所述配变端口出口电能质量治理装置还用于：

当所述配变端口出口的不平衡度不大于所述第一预设值且所述功率因数不大于第二预设值时，对所述配变端口出口的功率因数进行补偿。

进一步，本发明所述的低压配电网三相负荷不平衡自动调整系统，所述配变端口出口电能质量治理装置还用于：

当所述配变端口出口的不平衡度不大于所述第一预设值、所述功率因数大于第二预设值以及所述电压畸变率大于第三预设值时，对所述电压畸变率进行调整。

进一步，本发明所述的低压配电网三相负荷不平衡自动调整系统，所述分支相间电能质量治理装置用于：

当所述配变端口出口的不平衡度大于第一预设值且各分支路的不平衡度大于第一预设值时，利用所述换相开关本体控制器对所述各分支路的不平衡度进行补偿。

进一步，本发明所述的低压配电网三相负荷不平衡自动调整系统，所述分支相间电能质量治理装置还用于：

当所述各分支路的不平衡度大于第一预设值且所述功率因数不大于所述第二预设值时，对所述各分支路的功率因数进行补偿。

进一步，本发明所述的低压配电网三相负荷不平衡自动调整系统，所述总控制器包括电流采集模块、电压采集模块、数据处理模块、IGBT驱动模块、通讯模块和人机交互模块；

所述电流采集模块、电压采集模块、IGBT驱动模块、通讯模块和人机交互模块分别与数据处理模块连接，所述通讯模块分别与配变端口出口电能质量治理装置和终端信号采集及控制器连接，所述IGBT驱动模块与外部的一次设备连接；

所述电流采集模块、电压采集模块分别获取外部输入的电流信号和电压信号，并传输至数据处理模块；所述IGBT驱动模块发送IGBT驱动信号控制所述一次设备。

进一步，本发明所述的低压配电网三相负荷不平衡自动调整系统，所述通讯模块包括无线通讯单元、载波通讯单元、RS485通讯单元和GPRS通讯单元。

与现有技术相比，本发明提供的低压配电网三相负荷不平衡自动调整系统的结构与众不同，通过所述配变端口出口电能质量治理装置实时获取低压配电网的各个配变端口出口的第一电压值和第一电流值，所述终端信号采集器实时获取线路末端出口各分支路的第二电压值和第二电流值以及各个配变端口出口各分支路的第三电压值和第三电流值；所述总控制器根据所述第一电压值和第一电流值、第二电压值和第二电流值以及第三电压值和第三电流值得到配变端口出口和各分支路的三相负荷不平衡度、电压畸变率和功率因数；以及通过所述配变端口出口电能质量治理装置、分支相间电能质量治理装置和换相开关本体控制器对低压配电网的配变端口出口和各分支路的三相负荷不平衡度、电压畸变率和功率因数进行自动调整。通过上述技术方案，本发明的低压配电网三相负荷不平衡自动调整系统，实现了同时对低压配电网的配变端口出口以及各分支路的三相负荷不平衡度、电压畸变率和功率因数的快速自动调整，保持了调整的一致性，避免了因配变端口出口和各分支路的不平衡不一致而导致的误调节；通过对配变端口出口以及各分支路的三相负荷不平衡度、电压畸变率和功率因数的全面调整，真正从线路上实现了不平衡，降低了线路损耗，提升了配电网的供电能力，有效提高了居民用电的便利性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

附图1为本发明的其中一个实施例的低压配电网三相负荷不平衡自动调整系统的系统结构图；

附图2为本发明的其中一个实施例的低压配电网三相负荷不平衡自动调整系统的控制原理图；

附图3为本发明的其中一个实施例的低压配电网三相负荷不平衡自动调整系统的总控制器的结构框图；

附图4为本发明的其中一个实施例的低压配电网三相负荷不平衡自动调整系统的总控制器的通讯模块的结构框图；

附图5为本发明的其中一个实施例的低压配电网三相负荷不平衡自动调整系统的总控制器的工作原理图；

附图6为本发明的其中一个实施例的低压配电网三相负荷不平衡自动调整系统的分支相间电能质量治理装置的工作原理图；

附图7为本发明的其中一个实施例的低压配电网三相负荷不平衡自动调整系统的换相开关本体控制器的工作原理图；

附图8为利用本发明的其中一个实施例的低压配电网三相负荷不平衡自动调整系统对配变端口出口的三相负荷不平衡进行调整的方法流程图；

附图9为利用本发明的其中一个实施例的低压配电网三相负荷不平衡自动调整系统对末端支路的三相负荷不平衡进行调整的方法流程图；

附图10为利用本发明的其中一个实施例的低压配电网三相负荷不平衡自动调整系统对配变端口出口的三相负荷不平衡进行调整的方法流程图；

图中：100-配变端口出口电能质量治理装置，200-总控制器，201-电流采集模块，202-电压采集模块，203-数据处理模块，204-IGBT驱动模块，205-通讯模块，206-人机交互模块，300-终端信号采集器，400-分支相间电能质量治理装置，500-换相开关本体控制器。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如附图1所示，附图1为本发明的其中一个实施例的低压配电网三相负荷不平衡自动调整系统的结构示意图。本实施例的低压配电网三相负荷不平衡自动调整系统，包括：配变端口出口电能质量治理装置100、总控制器200、终端信号采集器300、分支相间电能质量治理装置400和换相开关本体控制器500；

所述配变端口出口电能质量治理装置100、终端信号采集器300、分支相间电能质量治理装置400和换相开关本体控制器500分别与总控制器200连接；

所述配变端口出口电能质量治理装置100实时获取低压配电网的配变端口出口的第一电压值和第一电流值，所述终端信号采集器300实时获取线路末端出口各分支路的第二电压值和第二电流值以及各个配电终端出口的第三电压值和第三电流值；

所述总控制器200根据所述第一电压值和第一电流值、第二电压值和第二电流值以及第三电压值和第三电流值得到配变端口出口和各分支路的三相负荷不平衡度、电压畸变率和功率因数；以及通过所述配变端口出口电能质量治理装置100、分支相间电能质量治理装置400和换相开关本体控制器500对低压配电网的配变端口出口和各分支路的三相负荷不平衡度、电压畸变率和功率因数进行自动调整。

本发明的低压配电网三相负荷不平衡自动调整系统，通过所述配变端口出口电能质量治理装置100实时获取低压配电网的各个配变端口出口的第一电压值和第一电流值，所述终端信号采集器300实时获取线路末端出口各分支路的第二电压值和第二电流值以及各个配变端口出口各分支路的第三电压值和第三电流值；所述总控制器200根据所述第一电压值和第一电流值、第二电压值和第二电流值以及第三电压值和第三电流值得到配变端口出口和各分支路的三相负荷不平衡度、电压畸变率和功率因数；以及通过所述配变端口出口电能质量治理装置100、分支相间电能质量治理装置400和换相开关本体控制器500对低压配电网的配变端口出口和各分支路的三相负荷不平衡度、电压畸变率和功率因数进行自动调整。通过上述技术方案，本发明的低压配电网三相负荷不平衡自动调整系统，实现了同时对低压配电网的配变端口出口以及各分支路的三相负荷不平衡度、电压畸变率和功率因数的快速自动调整，保持了调整的一致性，避免了因配变端口出口和各分支路的不平衡不一致而导致的误调节；通过对配变端口出口以及各分支路的三相负荷不平衡度、电压畸变率和功率因数的全面调整，真正从线路上实现了不平衡，降低了线路损耗，提升了配电网的供电能力，有效提高了居民用电的便利性。

如附图2所示，附图2为本发明的其中一个实施例的低压配电网三相负荷不平衡自动调整系统的系统结构图。在本实施例中，通过设于配变端口出口的电流互感器对配变端口出口进行集中采样，用于获取配变端口出口的第一电压值和第一电流值；所述配变端口出口电能质量治理装置100实时获取所述第一电压值和第一电流值，并可以通过RS485的方式将其传输至总控制器200；所述总控制器200根据所述第一电压值和第一电流值分析得到该配变端口出口的三相负荷不平衡负荷、谐波和功率因数；

通过设于各分支路的电流互感器对各分支路进行采样，用于获取各分支路的第二电压值和第二电流值，所述终端信号采集及控制器300实时获取第二电压值和第二电流值，并传输至总控制器200；所述总控制器200根据所述第二电压值和第二电流值，并分析得到各分支路的三相负荷不平衡负荷、谐波和功率因数；

所述总控制器200根据所述配变端口出口、总支路以及各分支路的三相负荷不平衡负荷、谐波和功率因数，优先通过换相开关本体控制器500对各分支路的三相负荷不平衡进行初步调节；其次，所述分支相间电能质量治理装置400对各分支路的三相负荷不平衡负荷、谐波、功率因数进行进一步的细化调节；最后，由配变端口出口电能质量综合装置，完成剩余不平衡负荷及谐波、功率因数的调节；通过上述三级操作，最终实现三相负荷不平衡负荷、谐波、功率因数的优化控制调节，避免调节的各分支路和配变端口出口的调节需求不一致的状况发生。

在实际应用本发明所述的低压配电网三相负荷不平衡自动调整系统时，总控制器200通过分析各采集点的三相电压、电流负荷情况，做出调整控制，整套系统可以采集配变端口出口的电压、电流以及各分支电压、电流，从而实现对整个配电线路电能质量的全方位检测分析，并根据分析结果做出最佳调整策略。

在其中一个实施例中，本发明所述的低压配电网三相负荷不平衡自动调整系统，所述总控制器200与终端信号采集器300之间可以通过无线通讯、载波通讯及RS485中的任一种方式进行通信。

在其中一个实施例中，本发明所述的低压配电网三相负荷不平衡自动调整系统，所述总控制器200可以通过RS485与配变端口出口电能质量治理装置100进行通信。

在其中一个实施例中，本发明所述的低压配电网三相负荷不平衡自动调整系统，所述终端信号采集器300通过无线或者载波方式分别与分支相间电能质量治理装置400和换能开关本体控制器500进行通讯。

如附图3所示，附图3为本发明的其中一个实施例的低压配电网三相负荷不平衡自动调整系统的总控制器的结构框图；在本实施例中，本发明所述的低压配电网三相负荷不平衡自动调整系统，所述总控制器200包括电流采集模块201、电压采集模块202、数据处理模块203、IGBT驱动模块204、通讯模块205和人机交互模块206；

所述电流采集模块201、电压采集模块202、IGBT驱动模块204、通讯模块205和人机交互模块206分别与数据处理模块203连接，所述通讯模块203分别与配变端口出口电能质量治理装置100和终端信号采集及控制器300连接，所述IGBT驱动模块204与外部的一次设备连接；

所述电流采集模块201、电压采集模块202分别获取外部输入的电流信号和电压信号，并传输至数据处理模块203；所述IGBT驱动模块204发送IGBT驱动信号控制所述一次设备对三相负荷不平衡负荷、谐波和功率因数进行自动调整。

如附图4所示，附图4为本发明的其中一个实施例的低压配电网三相负荷不平衡自动调整系统的总控制器的通讯模块的结构框图；在本实施例中，本发明所述的低压配电网三相负荷不平衡自动调整系统，所述通讯模块205包括无线通讯单元2051、载波通讯单元2052、RS485通讯单元2053和GPRS通讯单元2054。

如附图5所示，附图5为本发明的其中一个实施例的低压配电网三相负荷不平衡自动调整系统的总控制器的工作原理图；在本实施例中，所述电流采集模块201用于收集总支路采样电流互感器和分支路采样电流互感器的电流信息；所述总控制器200通过通讯模块与集中式电能质量治理装置、总支路采样电流互感器、分布式电能质量治理装置连接；所述总控制器还可以与一次设备连接，用于发出IGBT驱动信号，控制一次设备的控制单元，所述控制单元为IGBT模块，IGBT模块设置在控制电路中，控制电路为中点钳位式三电平逆变电路；其中，中点钳位式样三电平逆变电路构成如下：

1)直流滤波电容由Cd1和Cd2串联构成，Cd1＝Cd2，故O为直流电源中点；

2)每个桥臂由两支双向功率开关(非对称)组成，以A相上桥臂为例，VG1m和VD1m为主功率开关，VT1a和VD1a辅助功率开关，其中VT1m和VT1a为全控器件；其他桥臂类推。

3)每个桥臂中点和电源中点之间接有钳位二极管VD1-VD6。

本实施例所述的中点钳位式三电平逆变电路包含A、B、C三相电路，所述A、B、C三相分别连接熔断器RUa、RUb、RUc一端，所述熔断器FUa、FUb、FUc的另一端分别连接电感组件L1，所述电感组件L1另一端与接触器常开触点KM1和电容组C1连接，所述接触器常开触点KM1另一端连接电感组件L2，所述电感组件L2另一端与逆变电路连接，所述电容组C1另一端连接电感组件L3，所述电感组件L3另一端与N极连接。

如附图6所示，附图6为本发明的其中一个实施例的低压配电网三相负荷不平衡自动调整系统的分支相间电能质量治理装置的工作原理图；在本实施例中，所述分支相间电能质量治理装置包括：总进开关QF1、相间补偿支路开关QF2、相对地补偿支路开关QF3、避雷器器F、相间补偿电容C1、相对地电容C2、相间补偿投切开关TRIAC1、相对地补偿电容投切开关TRIAC2和分支相间控制器组成，所述分支相间控制器包含电压采集模块、电流采集模块、控制模块、人机交换模块、通讯模块组成，所述控制模块控制电压采集模块和电流采集模块实时采集支路电压UA、UB、UC、分支支路电流IA1、IB1、IC1，并根据总控制器的控制指令及人机交互指令完成投切电容操作，实现分支相间电能质量治理。具体地，所述控制系统根据采集到电压、电流数据，计算相间不平衡度、功率因数等指标，根据计算结果和目标不平衡度、功率因数指标进行对比，根据对比结果，控制投切开关TRIAC1、TRIAC2投入相应数量的相间补偿C1、相对地补偿电容C2，最终达到不平衡度低于15％，功率因数高于0.9的目标，也即实现了对低压配电网三相负荷不平衡的自动调整。

如附图7所示，附图7为本发明的其中一个实施例的低压配电网三相负荷不平衡自动调整系统的换相开关本体控制器的工作原理图；在本实施例中，换相开关由单相永磁开关QF1、QF2、QF3、电流互感器TA1、换相开关本体控制器组成，换相开关本体控制器包含电压采集模块、电流采集模块、控制模块、人机交换模块以及通讯模块等，所述控制模块控制所述电压采集模块实时采集输入电压UA、UB、UC和输出电压UL，控制电流采集模块实时采集输出电流IL，根据上级控制系统指令及人机交互指令完成换相操作；比如现在QF1处于合位，QF2、QF3处于分位，接上级控制系统指令，切换到B相；当有负荷时，控制器检测输出电流过零点及电压B相电压过零点，输出电流过零时切除QF1开关，B相电压过零时投入QF2，从而完成换相操作；当无负荷时，控制器检测输出电压过零点及电压B相电压过零点，输出电压过零时切除QF1开关，B相电压过零时投入QF2，从而完成换相操作。

在其中一个实施例中，本发明所述的低压配电网三相负荷不平衡自动调整系统，所述配变端口出口电能质量治理装置100还可以用于：

当所述配变端口出口的平衡度不大于第一预设值时，对所述配变端口出口的不平衡度进行补偿。

在其中一个实施例中，本发明所述的低压配电网三相负荷不平衡自动调整系统，所述配变端口出口电能质量治理装置100还可以用于：

当所述配变端口出口的不平衡度不大于所述第一预设值且所述功率因数不大于第二预设值时，对所述配变端口出口的功率因数进行补偿。

在其中一个实施例中，本发明所述的低压配电网三相负荷不平衡自动调整系统，所述配变端口出口电能质量治理装置100还可以用于：

当所述配变端口出口的不平衡度不大于所述第一预设值、所述功率因数大于第二预设值以及所述电压畸变率大于第三预设值时，对所述电压畸变率进行调整。

在其中一个实施例中，本发明所述的低压配电网三相负荷不平衡自动调整系统，所述分支相间电能质量治理装置500可以用于：

当所述配变端口出口的不平衡度大于第一预设值且各分支路的不平衡度不大于第一预设值时，利用所述换相开关本体控制器600对所述各分支路的不平衡度进行补偿。

在其中一个实施例中，本发明所述的低压配电网三相负荷不平衡自动调整系统，所述分支相间电能质量治理装置500还可以用于：

当所述各分支路的不平衡度大于第一预设值且所述功率因数不大于所述第二预设值时，对所述各分支路的功率因数进行补偿。

在实际应用本发明所述的低压配电网三相负荷不平衡自动调整系统时，总控制器200通过分析各采集点的三相电压、电流负荷情况，做出调整控制，整套系统可以采集配变端口出口电压、电流，配变端口出口各分支电压、电流、线路末端各分支电压、电流，从而实现对整个配电线路电能质量的全方位检测分析，并根据分析结果做出最佳调整策略。

利用本发明对低压配电网三相负荷不平衡的控制方案是：首先，通过判断配变端口出口、总支路、各分支路三相负荷不平衡及谐波、功率因数情况，优先通过末端换向开关，完成三相负荷不平衡初步调节；其次，由分支相间电能质量治理装置，完成进一步的不平衡负荷、功率因数的调节；最后，由配变端口出口完成剩余不平衡负荷、谐波、功率因数的最终调整。

具体的控制方法为：

各装置通过载波、无线、有线方式与总控制器进行通讯，总控制器通过分析各采集点的三相电流负荷情况及各装置的补偿状况，做出调整控制。

如附图8所示，附图8为利用本发明的其中一个实施例的低压配电网三相负荷不平衡自动调整系统对配变端口出口的三相负荷不平衡进行调整的方法流程图，具体调整流程如下所示：

1、首先获取配变端口出口以及各分支路的不平衡度、电压畸变率和功率因数；然后，判断配变端口出口的不平衡度是否小于15％，若是，进行如下流程，否则进行流程2；

1.1、当配变端口出口的不平衡度小于15％时，启动该支路配变端口出口电能质量装置对不平衡度进行补偿；

1.2、当配变端口出口的不平衡度小于15％时，特别地，当配变端口出口的不平衡度小于1％时，判断配变端口出口的功率因数是否大于0.9，如果否，判断设备补偿装置容量有剩余，若有，启动该支路的配变端口出口电能质量装置对功率因数进行补偿；

1.3当配变端口出口的功率因数合格时，判断配变端口出口的电压畸变率是否大于5％，如果大于，判断支路补偿装置容量有无剩余，如有启动该支路的配变端口出口电能质量装置对谐波进行补偿。

如附图9所示，附图9为利用本发明的其中一个实施例的低压配电网三相负荷不平衡自动调整系统对末端支路的三相负荷不平衡进行调整的方法流程图。

2、当配变端口出口的不平衡度>15％时，接下来，判断各分支路的三相负荷情况；

2.1、判断末端支路的不平衡度是否>15％，如果小于，接下来判断功率因数；

判断功率因数是否>0.9，如果小于，判断支路补偿装置容量是否有剩余，如有启动该支路的分支相间补偿设备，对功率因数进行补偿；

2.2、判断末端支路的不平度是否>15％，如果大于，首先调节末端换向开关对不平衡度进行调整；

根据调增结果，启动分支相间补偿装置对末端支路的不平衡度进行补偿；

判断功率因数是否>0.9，如果小于，判断支路补偿装置容量有无剩余，如有启动该支路的分支相间补偿设备，对功率因数进行补偿。

如附图10所示，附图10为利用本发明的其中一个实施例的低压配电网三相负荷不平衡自动调整系统对配变端口出口的三相负荷不平衡进行调整的方法流程图，启动首段补偿设备的工作流程如下所示：

2.3、启动首段补偿设备

2.3.1、判断配变端口出口的不平衡度是否小于15％，如果小于，启动该支路的配变端口出口电能质量装置对不平衡度进行补偿；

2.3.2、当配变端口出口的不平衡度小于15％时，特别地，当配变端口出口的不平衡度小于1％时，判断配变端口出口的功率因数是否大于0.9，如果小于，判断设备补偿装置容量是否有剩余，若有，启动该支路的配变端口出口电能质量装置，对功率因数进行补偿；

2.3.3、当配变端口出口的功率因数大于0.9时，判断配变端口出口的电压畸变率是否大于5％，如果大于，判断支路补偿装置容量有无剩余，如有启动该支路的配变端口出口电能质量装置对谐波进行补偿。

利用上述方法，通过对各支路补偿装置及集中补偿装置，分层分级调节，达到各支路、干线、配变端口出口三相负荷全部平衡的目的。通过上述技术手段，本发明的低压配电网三相负荷不平衡自动调整系统，实现了对配电网三相负荷不平衡的全自动化调整，降低了工人的劳动强度；当需要检修时，切换快，不停电，提高了居民供电的可靠性；通过对各分支、干线、配变端口出口综合分析，保持调节的一致性；避免分支和总的不平衡不一致导致的误调节；真正从线路上实现了不平衡，降低线路损耗，提升了配网供电能力；降低了首端电力电子设备的容量，成套设备性价比高；通过分支相间补偿模式实现不平衡和功率因数在线路末端三相同时补偿；三相负荷不平衡、谐波、功率因数达到全面治理。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (7)

1.一种低压配电网三相负荷不平衡自动调整系统，其特征在于，包括：配变端口出口电能质量治理装置、总控制器、终端信号采集器、分支相间电能质量治理装置和换相开关本体控制器；

所述配变端口出口电能质量治理装置、终端信号采集器、分支相间电能质量治理装置和换相开关本体控制器分别与总控制器连接；

所述配变端口出口电能质量治理装置实时获取低压配电网的配变端口出口的第一电压值和第一电流值，所述终端信号采集器实时获取线路末端出口各分支路的第二电压值和第二电流值以及各个配电终端出口的第三电压值和第三电流值；

所述总控制器根据所述第一电压值和第一电流值、第二电压值和第二电流值以及第三电压值和第三电流值得到配变端口出口和各分支路的三相负荷不平衡度、电压畸变率和功率因数；以及通过所述配变端口出口电能质量治理装置、分支相间电能质量治理装置和换相开关本体控制器对低压配电网的配变端口出口和各分支路的三相负荷不平衡度、电压畸变率和功率因数进行自动调整；

所述配变端口出口电能质量治理装置用于：

当所述配变端口出口的不平衡度不大于第一预设值时，对所述配变端口出口的不平衡度进行补偿；

并且，当所述配变端口出口的不平衡度不大于所述第一预设值且所述功率因数不大于第二预设值时，对所述配变端口出口的功率因数进行补偿；

并且，当所述配变端口出口的不平衡度不大于所述第一预设值、所述功率因数大于第二预设值以及所述电压畸变率大于第三预设值时，对谐波进行调整。

2.根据权利要求1所述的低压配电网三相负荷不平衡自动调整系统，其特征在于：

所述总控制器与终端信号采集器之间通过无线通讯、载波通讯及RS485中的任一种方式进行通信。

3.根据权利要求1所述的低压配电网三相负荷不平衡自动调整系统，其特征在于：所述总控制器通过RS485与配变端口出口电能质量治理装置进行通信。

4.根据权利要求1所述的低压配电网三相负荷不平衡自动调整系统，其特征在于，所述分支相间电能质量治理装置用于：

当所述配变端口出口的不平衡度大于第一预设值且各分支路的不平衡度大于第一预设值时，利用所述换相开关本体控制器对所述各分支路的不平衡度进行补偿。

5.根据权利要求4所述的低压配电网三相负荷不平衡自动调整系统，其特征在于，所述分支相间电能质量治理装置还用于：

当所述各分支路的不平衡度大于第一预设值且所述功率因数不大于所述第二预设值时，对所述各分支路的功率因数进行补偿。

6.根据权利要求1所述的低压配电网三相负荷不平衡自动调整系统，其特征在于：

所述总控制器包括电流采集模块、电压采集模块、数据处理模块、IGBT驱动模块、通讯模块和人机交互模块；

所述电流采集模块、电压采集模块、IGBT驱动模块、通讯模块和人机交互模块分别与数据处理模块连接，所述通讯模块分别与配变端口出口电能质量治理装置和终端信号采集及控制器连接，所述IGBT驱动模块与外部的一次设备连接；

所述电流采集模块、电压采集模块分别获取外部输入的电流信号和电压信号，并传输至数据处理模块；所述IGBT驱动模块发送IGBT驱动信号控制所述一次设备。

7.根据权利要求6所述的低压配电网三相负荷不平衡自动调整系统，其特征在于：所述通讯模块包括无线通讯单元、载波通讯单元、RS485通讯单元和GPRS通讯单元。