中低压配电网不平衡论文发表无功补偿系统的设计

中低压配电网不平衡无功补偿系统的设计

摘要：我国经济的快速发展，人均生活和生产用电量与日俱增，相应的对电网建设提出了更高的要求。在对中低压配电网研究中，为了能够更好的满足当前社会生产和发展用电需求，对其进行优化，针对其中存在的不平衡现象进行分析，发现此种现象会增加电网损耗，降低功率因数，传统配电网补偿方式仅仅局限于三相三线配电网，尚无法有效协调无功补偿和三相平衡之间的校正需求。作者针对此类问题结合河南周口配电网现状，提出科学合理不平衡无功补偿系统，不仅能够使用在三相三线配电网中，同时能满足三相四线中低压配电网需求，为后续研究和实践工作开展提供参考依据。

关键词：中低压配电网；无功补偿系统；三相四线；功率因数

在当前中低压配电网中，感性负载导致电流和电压在相互作用下产生相位差，从而形成无功功率以及功率因数偏低的现象。三相负荷由于自身特性，具有一定的随机性，导致三相出现不平衡现象，当前在河南周口农村电网系统中，电网建设力度偏低，多数地区存在着功率因数偏低的现象，增加电网损耗，不利于电网系统正常运转。电网系统出现三相不平衡现象，会引起电网系统保护装置出现误动，旋转电机震动，电力设备出现谐波电流，影响家庭用电设备使用，增加电网损耗，造成一系列严重的后果，影响用户正常使用。学术界针对电网不平衡无功补偿系统的研究理论不断涌现，主要集中在三相三线方面研究，本文结合河南周口地区城市电网和农配网的实际现状由此展开分析。

1 中低压配电网不平衡无功补偿系统的设计

传统对三相三线平衡系统的研究，主要是针对系统中存在电流负序分量进行分析，这种补偿更适合应用在不接地系统中，难以满足接地的三相四线系统需求[1]。深入探究无功补偿和模糊控制方式之间的关系，以此为基础设计不平衡无功补偿系统，在实际应用中能够更好的满足三相四线制系统需求。

对于内部结构较为复杂的电力系统而言，传统控制方式很难取得良好效果，自适应PID控制结合神经网络控制方法尽管能够取得更好控制效果，但是由于此种方法结构复杂，在实际应用中难以实现，不仅无法保证其实用性，还会增加编程成本以及工作量。由此，选择模糊控制法，作为一种新型智能控制模式，通过专家工作经验得到模糊性语言控制，实际应用中不需要设立复杂数学模型，不需要过于复杂的函数或方程计算，具备良好的抗干扰能力，故此，被广泛应用在控制领域。结合我国电力行业标准来看，将中低压无功补偿控制细分为以下几种，即电压控制、无功功率控制以及功率因数控制等几种，本文主要是采用无功功率控制方法，最为直接，并且能够防止反复投切对电网产生影响，最终实现研究目标[2]。补偿控制系统通过电压、电流以及互感器来收集电压电流，借助A/D传输到控制器，优化算法得到无功功率补偿量，通过模糊控制器并接组合成复合开关，实现电容投切，这样不仅能够实现电流过零切断，并且能具有连接、断开时瞬间晶闸管过零投切的优势。

2 模糊控制器设计

模糊控制并不需要过于复杂、精确的函数或者方程，只需要结合专家经验得出模糊性语言进行控制即可，模糊控制器是模糊控制系统的核心。模糊化是指模糊控制双输入-单输出的模式，无功补偿量Q的模糊语言变量为E，功率因素cosθ的模糊语言变量为EC，控制量u的模糊语言变量为U。由此EC和E的模糊集为｛NM、NS、ZO、PM、PB、NB、PS｝，论域值为[-6,6]；U模糊集为｛NM、NB、NS、ZO、PS、PM、PB｝，论域为[-6,6]。

模糊化操作主要是在模糊控制器中输入变量求得相应语言隶属度，这种隶属函数选择对于模糊控制器的性能发挥有着较为深远的影响，隶属函数越曲折，控制器的灵敏度越高，反之如果隶属函数较慢，相应的控制器灵敏度越低，分辨率随之降低，但是系统整体稳定性较好。所以，在偏差范围为零时，在附近区域采用分辨率较高的函数trimf,偏差较大则采用函数smf，分辨率较低[3]。

方针对比无功补偿前后电压、功率因数，能够发现，在中低压电网不平衡无功补偿装置中应用模糊控制能够对三相不平衡以及无功功率进行补偿校正，确保系统能够更好的满足不平衡无功补偿原则，即只补偿电容，尽可能保证三相有功电流的平衡，减小电容使用数量。

3 结论：

综上所述，本文主要就中低压配电网那个不平衡无功补偿系统设计进行分析，运用无功补偿算法和模糊控制相结合进行设计，这样的不平衡无功补偿系统不仅能够满足传统三相三线制需求，在三相四线制中应用同样能够取得较好成效，中应用模糊控制能够对三相不平衡以及无功功率进行补偿校正，有助于电网系统正常运转。

参考文献：

[1]于晶荣. 低压配电网有源电力滤波器关键技术研究[D].湖南大学,2012.

[2]熊勇军. 中低压配电网不平衡电流补偿方法的研究[D].南昌航空大学,2013.

[3]姚舜,罗安,范瑞祥,唐杰. 低压配电网智能无功补偿系统软硬件设计[J]. 电力自动化设备,2013,12:90-93.