一种可控相间功率转移的方法及系统

摘要

本发明公开了一种可控相间功率转移的方法及系统，通过数字信号处理器DSP对4路电压电流信号进行采集，并计算3相负载的平衡度，并与系统设定的负载电流不平衡度和中线电流的上下限阈值进行比较分析，得出该时刻最佳的相间功率转移控制决策方案，通过控制投切开关从A、B、C三相中负载最轻的相线提取功率，经过隔离变压器升压、整流，滤波后，DSP通过对BUCK变换器和逆变器输出功率进行控制，并控制投切开关将输出功率转移到负载最重的相线上，然后再次对4路电压电流信号进行采集与分析，并对逆变器输出功率进行动态控制，实现动态分配A、B、C三相之间的功率传输，尽可能的降低中线和输电线的电能损耗，且动态分配A、B、C三相之间的功率转移等相关控制信息可通过无线GPRS网络进行远程传输。

主权项

一种可控相间功率转移的方法，其特征在于：包括以下步骤：S1：用户根据配电变压器容量及输电线参数，设定负载电流不平衡度阈值EA_max，中线电流的上限阈值I_omax和下限阈值I_omin；S2：间隔获取一次输电线各相电压电流的取样信号，并对取样的4路电压与电流信号进行滤波预处理；S3：计算各相线之间的负载电流不平衡度EA和中线电流I_o，根据当前负载电流不平衡度EA与设定负载电流不平衡度阈值EA_max的关系，中线电流I_o与设定中线电流的上、下限阈值I_omax、I_omin的关系，判断是否需要进行相间功率转移控制，如果需要进行相间功率转移，根据取样的电压电流信号计算得到相间最优的转移功率：ΔP_opt＝ΔI_opt·U；其中，ΔI_opt表示相间转移电流，U表示相电压，并确定三相输电线中负载电流最小的相线为转移功率输出相，负载电流最大的相线为转移功率输入相；S4：实时监测转移功率输出相的电压过零点，确定投切时间，通过控制投切开关在该相的下一个电压过零点进行投切，将取出的电压经过隔离变压器进行升压，经过桥式二级管整流滤波后，通过BUCK变换器输出稳定的直流电压；S5：实时监测转移功率输入相的电压过零点，通过控制BUCK变换器和全桥逆变器的逆变电压与转移功率输入相的电压相位同步，并控制投切开关在该相电压的下一个电压过零点进行转移功率的接入；S6：间隔取样3相输电线电压电流的信号和全桥逆变器输出的电压电流信号，根据以下公式计算当前相间转移功率的大小：ΔP＝ΔI_oU_o；其中，ΔP表示当前相间转移功率，ΔI_o表示全桥逆变器的输出电流；U_o表示全桥逆变器的输出电压；S7：将当前相间转移功率ΔP与最优的相间转移功率ΔP_opt进行比较，调整当前相间转移功率ΔP的大小，返回步骤S5循环重复动态调节3相输电线之间的功率平衡，直至使当前相间转移功率ΔP逼近ΔP_opt；所述步骤S3中判断是否需要进行相间功率转移控制包括以下步骤：S31：计算各相线之间的负载电流不平衡度EA和中线电流I_o；其中，A相电流为I_Arms，B相电流为I_Brms，C相电流为I_Crms，I_Lmax表示A、B、C三相中负载电流的最大值，I_Lmin表示A、B、C三相中负载电流的最小值，I_Lmid表示A、B、C三相中负载电流居中的值，EA表示A、B、C三相负载电流的不平衡度，I_o表示中线电流；S32：如果I_o<I_omin，或者I_omin<I_o<I_omax、EA<EA_max，则不需要进行相间功率转移控制；如果I_o>I_omax，或者I_omin<I_o<I_omax、EA>EA_max，则需要进行相间功率转移控制；S33：根据以下约束条件计算得出ΔI_opt：S34：将I_Lmin对应的相线设定为转移功率输出相，I_Lmax对应的相线设定为转移功率输入相，I_Lmid对应的相线负载电流介于最大与最小之间，不做功率调整，ΔI_opt即为相间转移电流的大小；S35：根据以下公式计算得到最优中线电流I_omin：I_omin＝|(I_Lmax‑ΔI_opt)+I_Lmid∠120°+(I_Lmin+ΔI_opt)∠‑120°|；其中，I_omin表示最优中线电流；S36：计算得到最优的相间转移功率ΔP_opt＝ΔI_opt·U，以及最优中线电流I_omin。