CN115800325A

CN115800325A - 一种三相有功功率不平衡治理的方法、装置及终端设备

Info

Publication number: CN115800325A
Application number: CN202211303582.1A
Authority: CN
Inventors: 宋文乐; 王磊; 郝翔宇; 高毅; 王杰
Original assignee: State Grid Corp of China SGCC; Cangzhou Power Supply Co of State Grid Hebei Electric Power Co Ltd
Current assignee: State Grid Corp of China SGCC; Cangzhou Power Supply Co of State Grid Hebei Electric Power Co Ltd
Priority date: 2022-10-24
Filing date: 2022-10-24
Publication date: 2023-03-14

Abstract

本发明适用于电力系统技术领域，提供了一种三相有功功率不平衡治理方法、装置及终端设备。该三相有功功率不平衡治理方法针对电网侧三相有功功率不平衡问题，包括：首先通过测量电网侧三相电压电流计算三相功率不平衡度，并测量总电压以确认是否具有功率不平衡调节裕量，然后由各相目标功率调节量求解控制角，进而完成功率的不平衡调节，本发明能够解决传统三相功率调节方案需要添加额外设备以及性价比低的问题，为电网三相功率不平衡治理提供了新的解决方案。

Description

一种三相有功功率不平衡治理的方法、装置及终端设备

技术领域

本发明属于三相不平衡治理技术领域，尤其涉及一种有功功率不平衡治理方法、装置及终端设备。

背景技术

目前由于单相用户容量的不可控变化、单相负载用电的不同时性以及大功率单相负载的接入等实际工况的存在，电网中三相负荷不平衡的问题依然突出。此外，三相负荷不平衡运行会造成变压器零序电流过大，局部金属件升温增高，甚至会导致变压器烧毁。对输电线路和用户而言，若三相负荷严重不对称，中性点电位就会发生偏移，从而造成电压的不平衡，线路压降和功率损失就会大大增加，接在重负荷相的单相用户易出现电压偏低、电器效能降低等问题。

目前治理三相电流不平衡的措施主要有三类：将不对称负荷合理分布于三相中，使各相负荷尽可能平衡；采用特殊接线的平衡变压器为不平衡负载供电；加装三相平衡装置。但三类方法的治理效果都不理想。

因此，为保证电网运行效率和安全，对电网功率不平衡进行有效治理具有重要意义。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种有功功率不平衡治理方法、装置及终端设备，能够有效解决电网三相功率不平衡的问题。

本发明实施例的第一方面提供了一种三相有功功率不平衡治理的电路，包括：电压调节模块、三相可控整流模块以及逆变模块；其中，

所述电压调节模块与所述三相可控整流模块电连接，所述三相可控整流模块与所述逆变模块电连接，所述逆变模块还与外部负载电连接；

所述电压调节模块采用调压器或变压器分接头实现电压调整，电压调节模块原边为三相母线电压，副边为整流输入侧电压；

所述三相可控整流模块采用晶闸管进行三相不平衡调节；

所述逆变模块采用调压方式实现电压调整。

本发明实施例的第二方面提供了一种三相有功功率不平衡治理的方法，包括：

获取有功功率、有功功率不平衡度以及电容设置情况，其中，所述电容设置情况表征三相可控整流模块是否采用滤波电容，所述有功功率和所述有功功率不平衡度基于三相的电流和电压确定；

当直流母线电压的调节裕量达不到预设条件时，对直流母线电压进行调整；

根据电容设置情况和目标功率调节量确定目标晶闸管的控制角，其中，所述目标功率调节量表征三相调节的功率，所述控制角表征从所述目标晶闸管承受正向电压起，到施加触发脉冲止的电角度，通过所述目标晶闸管的控制角进行三相有功功率不平衡调节。

本发明实施例的第三方面提供了一种三相有功功率不平衡调节装置，用于实现如本发明实施例的第二方面提供的三相有功功率不平衡治理方法，包括：

获取模块，用于获取有功功率、有功功率不平衡度以及电容设置情况，其中，所述电容设置情况表征三相可控整流模块是否采用滤波电容，所述有功功率和所述有功功率不平衡度基于三相的电流和电压确定；

电压调整模块，用于当直流母线电压的调节裕量达不到预设条件时，对直流母线电压进行调整；以及，

控制角确定模块，用于根据电容设置情况和目标功率调节量确定目标晶闸管的控制角，其中，所述目标功率调节量表征三相调节的功率，所述目标晶闸管的控制角表征从晶闸管承受正向电压起，到施加触发脉冲止的电角度，通过所述目标晶闸管的控制角进行三相有功功率不平衡调节。

本发明实施例的第四方面提供了一种终端，包括存储器、处理器以及存储在存储器中并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时实现如本发明实施例的第二方面提供的任一项一种三相有功功率不平衡治理方法的步骤。

本发明实施例的第五方面提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现如本发明实施例的第二方面提供的任一项一种三相有功功率不平衡治理方法的步骤。

本发明实施方式与现有技术相比存在的有益效果是：本发明所提出的有功功率不平衡治理方法是在传统三相可控整流基础上，通过对特定开关管的触发控制，实现对各相有功功率的不平衡调节，无需改变硬件电路即可完成功率调节操作，利用三相可控整流触发角不对称控制实现对特定相功率的不平衡调节，能够根据设定的目标功率调节量计算出控制角，进而生成可控整流控制触发脉冲，改善了电网侧电能质量，解决了传统三相功率调节方案需要添加额外设备的问题，提高了性价比，使三相可控整流环节实现功率不平衡调节的功能能够有效解决电网三相功率不平衡的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明一实施例提供的三相有功功率不平衡治理的电路原理图；

图2是本发明一实施例提供的一种三相有功功率不平衡治理方法的实现流程图；

图3是本发明一实施例提供的一种三相有功功率不平衡治理方法的详细实现流程图；

图4是本发明一实施例中晶闸管导通和控制角设置情况示意图；

图5是本发明一实施例提供的整流输入三相相电压和线电压示意图；

图6是本发明一实施例中的在不同应用场景下的电压波形图；

图7是本发明一实施例中延迟触发控制角对直流母线电压影响示意图；

图8是本发明一实施例中采取控制方法前后三相功率曲线；

图9是本发明一实施例提供的三相有功功率不平衡调节装置的结构示意图；

图10是本发明一实施例提供的终端的示意图。

具体实施方式

以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本发明实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本发明。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本发明的描述。

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图通过具体实施例来进行说明。

可选地，参见图1，其示出了本发明一实施例提供的一种三相有功功率不平衡治理的电路原理图，详述如下：

该治理电路包括：电压调节模块、三相可控整流模块以及逆变模块；其中，

所述三相可控整流模块采用晶闸管进行三相不平衡调节；

所述逆变模块采用调压方式实现电压调整。

在一些可能实现的实施方式中，三相可控整流模块包括：基于可控硅(SCR)的三相桥式可控整流电路及触发脉冲控制电路，通过触发脉冲控制电路生成特定延迟触发脉冲驱动可控整流电路工作。

在一些可能实现的实施方式中，三相逆变模块采用两电平电压型逆变电路，为减少采取功率不平衡控制之后对逆变侧输出电压的影响，调压方式选择电压利用率较高的SVPWM方式。

在一些可能实现的实施方式中，外部负载包括电网不平衡负载和逆变输出侧平衡负载，三相不平衡负载即电网负载，是由于电网其他端口负荷三相不对成导致电网功率不平衡；输出负载为三相平衡负载。

可选地，参见图2，其示出了本发明实施例提供的一种三相有功功率不平衡治理的方法的实现流程图，该方法的执行主体是人，详述如下：

在步骤201中，获取有功功率、有功功率不平衡度以及电容设置情况，其中，所述电容设置情况表征三相可控整流模块是否采用滤波电容，有功功率和有功功率不平衡度基于三相的电流和电压确定。

在一些可能实现的实施方式中，所述有功功率和所述有功功率不平衡度基于三相的电流和电压确定，包括：

获取电网侧三相电流和三相电压；

根据所述三相电流和所述三相电压计算三相有功功率；

根据所述三相有功功率以及第一公式确定三相有功功率不平衡度，其中，所述第一公式为：

式中，ε表示有功功率不平衡度，P_max表示最大功率相的功率，P_min表示最小功率相的功率。

示例性地，三相的电流和电压可以直接通过电表测量确定，根据计算得到的三相功率不平衡度ε以及电网对平衡度设定要求阈值ε₀，当ε>ε₀,则需要进行三相功率不平衡调节控制，否则无需调节，其中ε₀值可根据电网运行参数指标确定。

在步骤202中，当直流母线电压的调节裕量达不到预设条件时，对直流母线电压进行调整。

在一些实施方式中，所述当直流母线电压的调节裕量达不到预设条件时，对直流母线电压进行调整，包括：

获取线电压以及电源角频率；

根据所述线电压、所述电源角频率以及第二公式，确定直流母线电压有效值，其中，所述第二公式为：

式中，U_d表示所述直流母线电压有效值；u为线电压；[θ₁，θ₂]为选取的电压相位区间；ω为电源角频率；

获取直流母线电压的调节值；

根据所述直流母线电压有效值、所述直流母线电压的调节值以及第三公式，确定完成不平衡功率调节所需的直流母线电压值相较于额定线电压的倍数，其中，所述第三公式为：

式中，k表示所述完成不平衡功率调节所需的直流母线电压值相较于额定线电压的倍数；ΔU_d表示所述直流母线电压的调节值；

根据所述直流母线电压有效值、所述直流母线电压调节值、所述线电压以及第四公式，确定直流母线电压调节空间，其中，所述第四公式为：

U_r＝k·u_n

式中，U_r表示直流母线电压调节空间；u_n表示额定线电压；所述直流母线电压调节空间表征进行三相有功功率不平衡调节时直流母线电压留有的最小调节裕量；

根据所述直流母线电压调节空间，对所述直流母线电压进行调整。

示例性地，为保证逆变侧负载功率不变，直流母线电压应留有一定调节裕量，以保证采取三相不平衡功率调节后逆变输出侧平衡负载的正常运行，提升直流电压母线电压水平的措施包括采用调压器以及改变变压器分接头实现电压调整，同时配合直流母线电压利用率较高的SVPWM(Space Vector Pulse Width Modulation电压空间矢量脉宽调制)调压方式。

当直流母线电压的调节裕量达不到预设条件时，对直流母线电压进行调整，当直流母线电压的调节裕量可以达到预设条件时，则不进行调整。采取功率控制方法需要的直流母线调节裕量可由第二公式和第三公式计算得出，在控制角在0至π/3变化时，直流母线电压减小量为0～0.15U_n(U_n为额定线电压)，因此未采取控制方法之前直流母线电压至少应为额定线电压的1.15倍。因此，所述调节裕量的预设条件至少大于等于0.15倍的额定线电压。

在步骤203中，根据电容设置情况和目标功率调节量确定目标晶闸管的控制角，其中，所述目标功率调节量表征三相调节的功率，所述控制角表征从所述目标晶闸管承受正向电压起，到施加触发脉冲止的电角度，通过所述目标晶闸管的控制角进行三相有功功率不平衡调节。

在一些实施方式中，图3是本实施例提供的一种三相有功功率不平衡治理方法的详细实现流程图。

在一些实施方式中，在所述根据电容设置情况和目标功率调节量确定目标晶闸管的控制角之前，所述三相有功功率不平衡治理的方法还包括：

当一相重负荷时，选择两个第一晶闸管作为所述目标晶闸管，其中，所述两个第一晶闸管的控制角使重负荷所在相相电压有效值降低且对其余两相相电压变化影响较小；

当两相重负荷时，选择两个第二晶闸管作为所述目标晶闸管，其中，所述两个第二晶闸管的控制角使该两相重负荷所在相的相电压有效值降低且对其余一相相电压变化影响较小。

解释一下重负荷，如图5所示，上半部分，当u_a最大，u_b和u_c比u_a小时，表示为A相重负荷，BC相轻载，同理，当u_a和u_b均大于u_c时，表示为AB相重负荷，C相轻载，其它不平衡工况同理。对第一相相电压变化影响较小，意思是第一相相电压的变化量的绝对值趋近于0；对其余两相相电压变化影响较小，意思是其余两相相电压的变化量的绝对值均趋近于0。

在一些实施方式中，所述根据电容设置情况和目标功率调节量确定目标晶闸管的控制角，在三相可控整流模块未设有滤波电容时，当采取三相有功功率不平衡调节控制后，包括：

获取各相的相电压、各相的相电流以及线电压自然交点处角度；

根据所述各相的相电压、所述各相的相电流、所述线电压自然交点处角度以及第五公式，确定各相的功率调节量，其中，所述第五公式为：

式中，ΔP_m为第m相由于延迟目标晶闸管的控制角而变化的功率调节量；α为对应目标晶闸管的控制角，θ为所述线电压自然交点处角度；i_m为第m相的相电流，u_m为第m相的相电压；

根据所述各相功率调节量以及第一公式，确定第二不平衡度，其中，所述第二不平衡度为三相功率不平衡调节控制后电网侧三相功率不平衡度；

利用所述第二不平衡度调整所述各相功率调节量；

根据所述各相功率调节量与目标晶闸管的控制角的等式关系，得到目标晶闸管的控制角。

在一些可能实现的实施方式中，在三相可控整流模块设有滤波电容时，采取三相有功功率不平衡调节控制前，所述三相有功功率不平衡治理的方法还包括：

获取负载的电阻、滤波电容的容量以及各相的相电压；

根据所述电容的容量、所述各相的相电压、所述负载的电阻以及第六公式确定整流输出电流，其中，所述第六公式为：

式中，i_d为整流输出电流，ω为电源角频率，π为圆周率，C为电容的容量，U_m为第m相的相电压，R为负载的电阻；

根据所述滤波电容的容量、负载的电阻、各相的相电压以及第七公式确定负载的电流和流经滤波电容的电流，其中，所述第七公式为：

式中，i_R为负载的电流，i_c为流经滤波电容的电流；

根据所述输出电流、所述负载的电流以及所述流经滤波电容的电流确定滤波电容充放电时间；

根据所述滤波电容充放电时间确定输出电压和电流波形。

示例性地，根据电网侧各相功率值、输出侧负荷功率、限定参数，设置各相调节功率调节的目标功率调节量ΔP＝[ΔP_a,ΔP_b,ΔP_c]^T。由目标功率调节量以及整流输出滤波电容设置情况选择三相不平衡治理方案并计算控制角α、β。将控制角代入三相可控整流触角生成模块，产生控制触发波形，三相可控整流中的开关管按照给定触发角导通，重新测量电网侧三相电压、电流、有功功率以及三相不平衡度，验证三相有功功率不平衡度小于等于国家电能质量要求中的标准10％，若达不到要求，则继续采取功率控制，直至达到要求为止。

在本发明一实施例中，图1为本实施例中的治理的电路原理图，图4为本实施例中晶闸管导通和控制角设置情况示意图，图5为本实施例中整流输入三相相电压和线电压示意图。综合可得到表1的结论，当一相重负荷时，例如“A相重负荷、BC相轻载”，应当对含有“a”的脉波进行控制，含有“a”的脉波有：u_ab、u_ac、u_ba、u_ca，注意控制一个晶闸管会影响相邻的两段脉波相应的电压有效值，不考虑其他因素，共有以下所有可能：(后面“u_ab、u_ac、u_bc、u_ba、u_ca、u_cb”的为控制的主要因素，因为控制角是第二个脉波的开始导通角，前一个脉波有控制效果仅仅是因为第二个脉波还未到来)，如表1所示：

表1

当A相重负荷时，首先排除3号和6号方案，因为A相功率增加，然后为了保持对BC相影响最小，需要设置两个控制角，用于抵消B和C的变化，，即方案1、4中任选一个，方案2、5任选一个。

例如，选择控制角为VT₁延迟触发角α和VT₅触发角β，当α增大时，u_cb段电压持续时间增加，u_ab段电压持续时间减少，当β增大时，u_ba段电压持续时间增加，u_ca段电压持续时间减少。由此可得出A相重负荷时的解决方案：如表2所示：

表2

解决方案	控制位置
		1、2	控制u<sub>ab</sub>、u<sub>ac</sub>导通,即控制VT1、VT2
1、5	控制u<sub>ab</sub>、u<sub>ca</sub>导通,即控制VT1、VT5
		4、2	控制u<sub>ba</sub>、u<sub>ac</sub>导通,即控制VT4、VT2
4、5	控制u<sub>ba</sub>、u<sub>ac</sub>导通,即控制VT4、VT5

因此，A相重负荷时共有四种解决方案可以实现，同理，当只有B相或者C相重负荷时，可依照该方法得出结果。当有两相重负荷时，根据表1，例如“AB相重负荷，C相轻载”，想要减少AB相的电压有效值达到控制输出功率的目的，只能选择方案1和4，即选择VT1和VT4，其它不平衡工况同理。

因此，可以得到所有的不平衡工况的结果，如表3所示：

表3

不平衡工况	控制角α分布	控制角β分布
			A相重负荷	VT1	VT5
B相重负荷	VT1	VT3
			C相重负荷	VT3	VT5
AB相重负荷	VT1	VT4
			AC相重负荷	VT2	VT5
BC相重负荷	VT3	VT6

在本发明一实施例中，图6中的A是本实施例中没有采用滤波电容时，未采取功率控制的整流输出电压波形图，图6中的B是本实施例中没有采用滤波电容时，采取功率控制后的整流输出电压波形图。

在本发明一实施例中，未采取功率不平衡调节控制时，整流输出电压为典型六脉波直流电压，u_d由电网侧六段线电压脉波组成，当采取功率控制后，延迟触发角α和β使得相应的线电压脉波持续时间发生变化；同时由之前的分析可知，以“AB相重负荷，C相轻载”为例，直流母线电压线电压每段自然交点的位置是ωt＝π/6处，而当延迟控制角为α时，u_cb段持续时间延长，对应的各相功率调节量由第五公式计算确定，采取不对称控制后，各相功率分配计算方法如下：假设电网侧功率不平衡情况为A相重负荷、BC相负荷情况相同，则可以设置VT₁、VT₅延迟触发控制角α、β，对应功率变化情况分析如下：

而当改变控制角α大小时，u_cb段持续时间延长，对应的C相功率调节量为：

同理可得A、B相由于延迟VT₁导通触发角而减少的功率：

在上述控制过程中，A、B相有功功率减少，C相有功功率增加。为了使最后B、C相功率仍保持相等，可设置控制角β，即延长u_ba段线电压持续时间，减少u_ca段电压持续时间，在此过程中A、C相减小的功率和B相增加的功率分别为：

因此，A、B、C相总的功率调节量为：

采取三相功率不平衡调节控制后电网侧三相功率不平衡度ε＇为：

利用上述三相不平衡度调节目标设置各相功率调节量，然后根据功率调节量与控制角的等式关系，可以求出控制角。

在一些可能实现的实施方式中，在整流输出设置滤波电容后与未设置滤波电容的最大区别在于，设置滤波电容后存在充放电过程，导致直流母线电压产生。当负载为电阻性质且阻值一定时，整流输出电流是否连续取决于滤波电容的大小，当

时输出电流i_d将断续。同时，为了使整流输出电压足够稳定，需要根据所要求的脉动率计算滤波电容大小。下面分析电容对晶闸管触发控制不平衡功率的影响，以“A相重负荷，BC相轻载”为例，以u_ab段线电压为例，在VT₁触发时刻(假设触发延迟角为α)，滤波电容电压u_c<电源线电压u₂，滤波电容充电，设充电时间为t₁＝θ₁/ω，在ωt>π/6+α+θ₁时，u_c>u₂,滤波电容开始以指数规律放电,且在ωt＝π/6+α+θ₁时，VT₁和VT₆关断，i_d(π/6+α+θ₁)＝0。以A相电压过零点为初始时刻，在VT₁和VT₆导通期间，即滤波电容充电过程中，以下方程成立：

式中，u_d(π/6+α)为充电初始时刻直流电压值，线电压u_ab为：

代入u_ab解得负载的电流i_R和流经电容的电流i_c：

因此整流输出电流为：

当ωt＝π/6+α+θ₁时，滤波电容充电结束，开始放电过程，在放电开始时刻，ωt＝π/6+α+θ₁时i_d＝0，代入上式得：

tan(α+θ₁+π/3)＝-ωRC。

因此当负载电阻阻值和滤波电容值乘积一定时，滤波电容充电时间由控制角α确定。由于滤波电容放电结束时刻与u_ac充电开始时刻的u_d相同，设放电时间为t₂＝θ₂/ω，因此：

根据所述输出电流、所述负载的电流以及所述流经滤波电容的电流确定滤波电容充放电时间t₁、t₂。进而确定输出电压和电流波形。再利用式第五公式求出各相功率调节量，可对电网侧三相功率进行调节。

在一些可能实现的实施方式中，图6中的C本实施例中采用滤波电容时，未采取功率控制的整流输出电压波形图，图6中的D是本实施例中采用滤波电容时，采取功率控制后的整流输出电压波形图。

上述的三相有功功率不平衡治理的方法是人为进行的，人工操作目标晶闸管的控制角，使治理电路达到三相有功功率平衡的状态，记录并确定达到平衡状态时相应目标晶闸管的控制角。确定了各种不平衡工况下的目标晶闸管的控制角后，日后不需要人工来控制，利用机器装置能够自动根据不同平衡工况，选择确定好的目标晶闸管的控制角进行三相有功功率不平衡调节，减少人力浪费，节约成本。

在一些实施方式中，为了验证本发明提出的三相不平衡功率控制策略的有效性，搭建了Simulink仿真模型。假设电网侧A相线路重负荷、BC相负荷相同，同时由之前的分析可知，在直流母线有足够调节裕度的前提下，负载功率保持不变。整流输出滤波电容设置为0.01F，现通过三相可控整流对电网侧三相功率不平衡问题进行治理。未采取三相不平衡控制的各环节功率情况如表4所示：

表4

测量位置	P(kW)	P<sub>b</sub>(kW)	P<sub>c</sub>(kW)
				电网侧	28.4	8.8	8.8
不平衡负载	5.0	1.0	1.0
				整流环节	23.4	7.8	7.8

图4为实施例中晶闸管导通和控制角设置情况示意图。当A相重负荷、BC相轻载时，选择控制角为VT₁延迟触发角α和VT₅触发角β，当α增大时，u_cb段电压持续时间增加，u_ab段电压持续时间减少，由此导致A、B相电流有效值减小，C相电流有效值增大，当β增大时，u_ba段电压持续时间增加，u_ca段电压持续时间减少，由此导致A、C相电流有效值减小，B相电流有效值增大，按照权利要求2中的控制角和功率调节量的关系调整控制角α和β的大小即可实现对各相功率的调节。

图7为实施例中延迟触发控制角对直流母线电压影响示意图。图中Z轴为直流输出电压有效值变化量占线电压有效值百分比，X、Y轴为控制角α和β。由图中可以看出，在控制角较小时对输出电压有效值影响很小，随着控制角的增大，在α和β大于30°时输出电压有效值变化量增加已经十分缓慢，最大变化量出现在α＝β＝60°时，为线电压有效值的14％。

由三相功率不平衡度计算公式可得未采用功率不平衡控制时的三相不平衡度为18.5％，为了减小三相不平衡程度，设控制角α＝34.7°、β＝17.34°，采用功率不平衡控制后各环节功率情况如表5所示。

表5

测量位置	P<sub>total</sub>(kW)	P<sub>a</sub>(kW)	P<sub>b</sub>(kW)	P<sub>c</sub>(kW)
					电网侧	28.4	9.8	9.3	9.3
不平衡负载	5.0	3.0	1.0	1.0
					整流环节	23.4	6.8	8.3	8.3

图8为实施例中采取本发明所述功率不平衡治理方法前后电网侧功率变化曲线，在t＝0.04s时投入功率控制，从图中可以看出，在采取所提出的功率控制方法后，三相不平衡状况有效改善。采取功率不平衡控制前后三相有功功率不平衡度对比如表6所示。

表6

	功率控制前	功率控制后
			不平衡度	18.5％	5.1％

综上所述，本发明所述基于三相可控整流触发角控制的有功功率不平衡治理方法在传统三相可控整流电路基础上，考虑整流输出滤波电容以及直流母线电压波动的影响，通过对特定晶闸管延迟触发角的不对称控制，实现对各相有功功率的不平衡调节，进而有效改善电网侧三相功率不平衡度。

应理解，上述实施例中各步骤的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本发明实施例的实施过程构成任何限定。以下为本发明的装置实施例，对于其中未详尽描述的细节，可以参考上述对应的方法实施例。

可选地，图9示出了本发明一实施例提供的三相有功功率不平衡调节装置装置的结构示意图，为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分，详述如下：

如图9所示，三相有功功率不平衡调节装置90包括：获取模块901、电压调整模块902以及控制角确定模块903。

其中，获取模块901，用于获取有功功率、有功功率不平衡度以及电容设置情况，其中，电容设置情况表征三相可控整流模块是否采用滤波电容，有功功率和有功功率不平衡度基于三相的电流和电压确定；

电压调整模块902，用于当直流母线电压的调节裕量达不到预设条件时，对直流母线电压进行调整；

以及，

控制角确定模块903，用于根据电容设置情况和目标功率调节量确定控制角，其中，目标功率调节量表征三相调节的功率，控制角表征从晶闸管承受正向电压起，到施加触发脉冲止的电角度，通过上述控制角进行三相有功功率不平衡调节。

在一些可能实现的实施方式中，获取模块901还用于实现，所述有功功率和所述有功功率不平衡度基于三相的电流和电压确定，包括：

获取电网侧三相电流和三相电压；

根据所述三相电流和所述三相电压计算三相有功功率；

示例性地，获取模块901还可以确定三相的电流和电压，根据计算得到的三相功率不平衡度ε以及电网对平衡度设定要求阈值ε₀，当ε>ε₀,则需要进行三相功率不平衡调节控制，否则无需调节，其中ε₀值可根据电网运行参数指标确定。

在一些实施方式中，电压调整模块902还用于实现，当直流母线电压的调节裕量达不到预设条件时，对直流母线电压进行调整，包括：

获取线电压以及电源角频率；

获取直流母线电压的调节值；

U_r＝k·u_n

电压调整模块902还用于，当直流母线电压的调节裕量达不到预设条件时，对直流母线电压进行调整，当直流母线电压的调节裕量可以达到预设条件时，则不进行调整。采取功率控制方法需要的直流母线调节裕量可由第二公式和第三公式计算得出，在控制角在0至π/3变化时，直流母线电压减小量为0～0.15U_n(U_n为额定线电压)，因此未采取控制方法之前直流母线电压至少应为额定线电压的1.15倍。因此，所述调节裕量的预设条件至少大于等于0.15倍的额定线电压。

在一些实施方式中，控制角确定模块903还用于，在所述根据电容设置情况和目标功率调节量确定目标晶闸管的控制角之前，所述三相有功功率不平衡治理的方法还包括：

在一些实施方式中，控制角确定模块903还用于，所述根据电容设置情况和目标功率调节量确定目标晶闸管的控制角，在三相可控整流模块未设有滤波电容时，当采取三相有功功率不平衡调节控制后，包括：

利用所述第二不平衡度调整所述各相功率调节量；

在一些可能实现的实施方式中，控制角确定模块903还用于，在三相可控整流模块设有滤波电容时，采取三相有功功率不平衡调节控制前，还包括：

获取负载的电阻、滤波电容的容量以及各相的相电压；

式中，i_R为负载的电流，i_c为流经滤波电容的电流；

根据所述滤波电容充放电时间确定输出电压和电流波形。

示例性地，控制角确定模块903还用于，根据电网侧各相功率值、输出侧负荷功率、限定参数，设置各相调节功率调节的目标功率调节量ΔP＝[ΔP_a,ΔP_b,ΔP_c]^T。由目标功率调节量以及整流输出滤波电容设置情况选择三相不平衡治理方案并计算控制角α、β。将控制角代入三相可控整流触角生成模块，产生控制触发波形，三相可控整流中的开关管按照给定触发角导通，重新测量电网侧三相电压、电流、有功功率以及三相不平衡度，验证三相有功功率不平衡度小于等于国家电能质量要求中的标准10％，若达不到要求，则继续采取功率控制，直至达到要求为止。

图10是本发明一实施例提供的终端的示意图。如图10所示，该实施例的终端100包括：处理器1000、存储器1001以及存储在存储器1001中并可在处理器1000上运行的计算机程序1002。处理器1000执行计算机程序1002时实现上述各个三相有功功率不平衡治理方法实施例中的步骤，例如图2所示的步骤201至步骤203。或者，处理器1000执行计算机程序1002时实现上述各装置实施例中各模块/单元的功能，例如图9所示1901至903的功能。

示例性的，计算机程序1002可以被分割成一个或多个模块/单元，一个或者多个模块/单元被存储在存储器1001中，并由处理器1000执行，以完成本发明。一个或多个模块/单元可以是能够完成特定功能的一系列计算机程序指令段，该指令段用于描述计算机程序1002在终端100中的执行过程。

终端100可以是桌上型计算机、笔记本、掌上电脑及云端服务器等计算设备。终端可包括，但不仅限于，处理器1000、存储器1001。本领域技术人员可以理解，图10仅仅是终端100的示例，并不构成对终端100的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件，例如终端还可以包括输入输出设备、网络接入设备、总线等。

所称处理器1000可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。

存储器1001可以是终端100的内部存储单元，例如终端100的硬盘或内存。存储器1001也可以是终端100的外部存储设备，例如终端100上配备的插接式硬盘，智能存储卡(Smart Media Card，SMC)，安全数字(Secure Digital，SD)卡，闪存卡(Flash Card)等。进一步地，存储器1001还可以既包括终端100的内部存储单元也包括外部存储设备。存储器1001用于存储计算机程序以及终端所需的其他程序和数据。存储器1001还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上述各功能单元、模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元、模块完成，即将装置的内部结构划分成不同的功能单元或模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。实施例中的各功能单元、模块可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中，上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。另外，各功能单元、模块的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本申请的保护范围。上述系统中单元、模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。

作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本发明的保护范围之内。