基于Y-Δ空载变压器不平衡补偿最优补偿变比的确定方法与流程

本发明属于电力电网，涉及一种基于y-δ空载变压器不平衡补偿最优补偿变比的确定方法。

背景技术：

1、配电网三相不平衡治理技术包含换相负荷投切、附加不平衡补偿装置两大类。

2、1、换相负荷投切

3、(1)人工换相技术

4、负荷运行过程中产生的三相不平衡，主要依靠人工换相改变装置负荷接入相位以平均三相负荷，无法完全消除不平衡量，并且在负荷换相时不可避免的出现短时停电，影响台区供电可靠性。

5、(2)自动换相技术

6、自动换相，是根据电网参数，通过智能算法计算出最佳换相策略，向换相开关发送换相指令，换相装置接收到指令后动作，重新调整分配三相负载，以达到平衡三相参数的目的，表1为换相投切方法对比。

7、表1

8、

9、2、附加不平衡补偿装置

10、目前，国内外治理三相电压不平衡常用的方法是附加无功补偿装置。无功补偿装置通常以满足功率因数和三相电压不平衡度为目标，可将三相功率因数补偿到最佳，并将三相电压不平衡度降至国标允许范围内。

11、经过40多年的发展，配电网无功补偿技术经历了一个不断革新的过程和井喷式的发展，涌现出了各类无功补偿装置，具体如下：同步调相机、并联电容器、并联电抗器、svc(即静止无功补偿器)、svg(静止无功发生器)。

12、无功补偿装置发展过程如图1所示，表2为各无功补偿装置优缺点。

13、表2

14、

15、现有技术的缺陷为：

16、(1)电子设备功耗增加：随着通信电子设备的复杂度提升，其功率消耗也在不断攀升。现代电子.设备需求更多的计算能力、存储空间和高分辨率图像显示，导致功耗的显著增加。

17、(2)传统功率控制方法的局限性：过去，功率控制主要通过调整电源来实现，这种方法缺乏智能化，且对所有电子设备采取“一刀切”的策略，效率低下，并可能在不同场景下失效。

18、(3)电压不平衡问题的普遍性：在电力系统中，电压不平衡是一个常见问题，它可能导致设备损坏、能耗增加和系统不稳定。

19、低压配电网电压不平衡问题是一个复杂且具有挑战性的课题。目前的研究已经取得了一些进展，但仍需要持续的努力和探索，以找到更加有效和可行的解决方案。

20、目前针对配电网三相负载不平衡问题的治理办法中，使用电力电子器件的补偿方法具有很好的补偿效果：柔性电力电子技术能够快速调节无功补偿装置的等值阻抗或向电网中注入的无功功率，具有调节范围大、连续性好、分相调节能力强等优点。但缺点也很明显：无一例外地需要配备电网数据监测系统、智能决策系统、驱动系统、基于电力电子器件的无功补偿系统，整个补偿装置系统构成复杂、单体成本高，且由于晶闸管发热量高，在冲击或干扰下容易击穿或误动作，电力电子式补偿装置可靠性有限。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明的目的在于提供一种基于y-δ空载变压器不平衡补偿最优补偿变比的确定方法。

2、为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、基于y-δ空载变压器不平衡补偿最优补偿变比的确定方法，该方法包括以下步骤：

4、根据配电网三相不平衡状况，确定需要补偿的功率大小；

5、选择合适的y-δ空载变压器，并确定变压器的最优补偿变比；

6、将确定的y-δ空载变压器连接至配电网，以实现不平衡补偿。

7、进一步，所述确定最优补偿变比的步骤包括：

8、计算负载电压的不平衡度；

9、根据负载电压不平衡度，计算补偿变压器的容量需求；

10、综合考虑补偿效果、变压器容量和绝缘成本，确定最优补偿变比。

11、进一步，所述选择合适的y-δ空载变压器的步骤包括：

12、根据配电网的电压等级和补偿需求，选择变压器的额定容量；

13、根据变压器的额定容量和最优补偿变比，设计变压器的绕组匝数。

14、进一步，所述配电网为低压配电网。

15、进一步，所述y-δ空载变压器为yn-△联结的空载变压器。

16、进一步，所述补偿变压器连接至配电网的方式为并联连接。

17、进一步，所述配电网三相不平衡状况包括三相电压不平衡度和三相电流不平衡度。

18、进一步，所述计算负载电压不平衡度的方法为测量三相电压的幅值和相位差。

19、进一步，所述计算补偿变压器容量的方法为根据负载电压不平衡度和补偿变比，计算所需的变压器容量。

20、进一步，所述确定最优补偿变比的方法为在满足补偿效果的前提下，使变压器容量最小化。

21、本发明的有益效果在于：本发明基于yn-△联结的空载变压器研究的三相负载平衡方法及补偿变压器，对于改善低压配电网的三相电压不平衡具有重要意义。目前，发展成熟的三相电压平衡技术，如并联电容器、svc、svg等，都包含电网数据采集、数据分析、智能决策、发出指令、补偿装置动作等环节，且大都使用电力电子器件，其补偿流程长、补偿系统复杂、可靠性较低。基于yn-△联结的空载变压器补偿装置，本发明确定了变比k的最优值，使其补偿效果达到最大。

22、本发明研究成果一经推广，可以提升低压配电网的供电质量，提升用户满意度；进一步减小由于负载不平衡引起的线损、变压器损耗，从而降低电网的运维费用；进一步降低线路的不平衡度，提高补偿效率；本项目研制的补偿变压器单台制造成本低，从而可以降低配电网在三相负载平衡装置上的投入。

23、本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。

技术特征：

1.基于y-δ空载变压器不平衡补偿最优补偿变比的确定方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的基于y-δ空载变压器不平衡补偿最优补偿变比的确定方法，其特征在于：所述确定最优补偿变比的步骤包括：

3.根据权利要求1所述的基于y-δ空载变压器不平衡补偿最优补偿变比的确定方法，其特征在于：所述选择合适的y-δ空载变压器的步骤包括：

4.根据权利要求1所述的基于y-δ空载变压器不平衡补偿最优补偿变比的确定方法，其特征在于：所述配电网为低压配电网。

5.根据权利要求1所述的基于y-δ空载变压器不平衡补偿最优补偿变比的确定方法，其特征在于：所述y-δ空载变压器为yn-△联结的空载变压器。

6.根据权利要求1所述的基于y-δ空载变压器不平衡补偿最优补偿变比的确定方法，其特征在于：所述补偿变压器连接至配电网的方式为并联连接。

7.根据权利要求1所述的基于y-δ空载变压器不平衡补偿最优补偿变比的确定方法，其特征在于：所述配电网三相不平衡状况包括三相电压不平衡度和三相电流不平衡度。

8.根据权利要求1所述的基于y-δ空载变压器不平衡补偿最优补偿变比的确定方法，其特征在于：所述计算负载电压不平衡度的方法为测量三相电压的幅值和相位差。

9.根据权利要求1所述的基于y-δ空载变压器不平衡补偿最优补偿变比的确定方法，其特征在于：所述计算补偿变压器容量的方法为根据负载电压不平衡度和补偿变比，计算所需的变压器容量。

10.根据权利要求1所述的基于y-δ空载变压器不平衡补偿最优补偿变比的确定方法，其特征在于：所述确定最优补偿变比的方法为在满足补偿效果的前提下，使变压器容量最小化。

技术总结本发明涉及一种基于Y‑Δ空载变压器不平衡补偿最优补偿变比的确定方法，属于电力电网技术领域。现有的配电网三相不平衡治理技术存在功耗增加、传统功率控制方法局限性、电压不平衡问题普遍性等问题。本发明基于YN‑△联结的空载变压器研究的三相负载平衡方法及补偿变压器，对于改善低压配电网的三相电压不平衡具有重要意义。该方法可以提升低压配电网的供电质量，减小线损和变压器损耗，降低电网的运维费用，提高补偿效率。同时，本发明所涉及的补偿变压器单台制造成本低，可以降低配电网在三相负载平衡装置上的投入。技术研发人员：邓小勇,任江波,郑宗伟,上官国威,彭良平,刘汉英,石正川,来荣飞,王宇,林姝,王富北受保护的技术使用者：国网重庆市电力公司酉阳供电分公司技术研发日：技术公布日：2024/11/18