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电能质量矫正装置（SPC）可行性探讨报告深圳市盛弘电气有限公司2014年9月目录一、项目背景11.1农村低压配电网状况概述I12与JS目相关的政策条件11.3项目实施的目的214项目推广的经济效益、社会效益2经济效益概述2经济效益分析3社会效益分析4二、国内外探讨现状5三、项目实施的技术关键和功能特点8四、项目探讨内容与实施方案94.1网研农村地区低压空电网电能质*91.2调研了解农村地区配电台区应用环境Il4. 3依据农网三相不平衡、无功、电压变更特点，结合当前DSP+CP1.D数字技术，研制出新型限制算法：145. 4示范工程建设15五.预期目标和成果形式16（一）预期目标16（二）成果形式17（三）考核指标17（四）后期目标17一、项目背景1.1 农村低压配电网状况概述我国城乡居民和商业配电网中主干线供电方式为三相四线，分支线供电方式为单相供电的模式.配电变压器均采纳相变压器，低压配电网中三相负荷与单相负荷共存，但居民家庭用电是以单相负荷为主，并且在规划设计阶段已将单相负荷均衡的安排到三相系统。近年来，随着社会经济建设及农村多种经济模式的飞速发展，农村用电结构及用电垃也发生了较大变更，农村用电负荷大幅增加，小加工厂多，昼夜变更大，负荷特性困难多变，农用配变数量越来越多，三相不平衡、功率因数低、电压质量:不合格三方面问题已日益凸显,解决农村电网电能质量是农村电网规划和建设的主要任务之一。1.2与项目相关的政策条件随若社会经济发展，对用电量、供电质量要求逐年提高，将来数年，国网公司对配电网投入力度还聘接若加大，“十二五”期间投资规模约为300亿元。近两年，国网公司UO千伏及以下电网投资比例已超过电网基建投资的50%,然而，要满足全社会用电的需求，还须要不断加大建设投入.提升配电网运行水平、建设智能型配电网聘成为将来电力系统重要的工作之配电网水平提升（供电牢靠性和电能质量）已经列入国网公司的考核要求。到“十二五”末,国网公司城市.配电网综合电压合格率要达到99.30%.线损率下降到6%农网综合线损率低于6.2%、综合供电电压合格率高于97.80%。与上述目标相对应的是，国网公司“十二五”期间配电环节智能化投资总计近300亿元，其中配电网投资占比为15.10斩用电自动化投资占比为49%。2011年11月，国家发改委印发/电网企业实施电力需求侧管理目标货任考核方案（发改运行20112407号），明确电力需求侧管理将纳入目标贵任考核范国。为贯彻国家发改委、电监会关于&加强电力需求侧管理工作的指导看法和国家电网公司“十二五”电力营销发展规划的精神，进一步规范和完善电力负荷供电系统建设，充分发挥电力负荷供电系统在日常供电时的应大作用，保障电力有序供应，提高营销与服务现代化、科技化水平,对低质公用配电变质器客户，实现供电电能质量稳定提高的目标1.3 项目实施的目的本项目立项探讨内容通过对我国农村低乐配电网电能质量的调研，针对调研中问题严峻的台区制定新型电能质量综合治理方案，定制研发治理装置并进行示范工程应用，在此基础上制定农网电能质量问题标准化解决方案并进行推广应用。本项目探讨累密结合的国家电网公司实际生产力水平和今后的发展方向，项目探讨和成果应用，对解决我国农村低压配电网因三相负荷不平衡、无功功率较大等因素引起的线路损耗增加，电能质量、平安牢彝性降低及配电设备容量利用率降低等问题具有技术推动作用，也是为贯彻并实现国家电网公司提出的建设平安牢靠、运行敏捷、节能环保、经济高效的配电网要求的详细举措.通过顼目探讨提凹凸压配网平安牢靠供电实力、电能质量和配电设备容量利用率，降低配网损耗，粒定系统电压，以满足农村地区生活发展和经济增长的须要。1.4 项目推广的经济效益、社会效益经济效益概述木项目SPC安装调试完毕后，可实现对农网低压公用配电变压潜、区域性变电站输电实力的提升，满足农网节能降耗的要求：电能质室矫正装置SPC的低电压支掾功能，可以在低压配电变高负荷时期稳定供电电压，实时补偿系统中的无功功率，平衡三相电流，稳定供电电能质量，提高了供电企业的自动化水平、现代化水平、科学化水平，为客户供应更优质的服务“对用户的效益一该补偿装巴可以在用电高峰期产生的电压跌落时，提升供电电压，科定无功流淌，使电力系统因功率因数不合格或者电压波动大产生的线路输电实力下降问理得到肯定的缓解，让用户对供电系统供应的电力服务满足，便于支配生产，避开拉路限电和突然停电造成经济损失。对供电的经济效益一通过SPC的安装投运提高供电质量的稳定性，同时可以降低电网的线路损耗，提高负荷率和线路利用率：由于线路损失与负荷的平方成正比，限制了峰荷，提裔了负荷率，使最大负荷下降，将能降低供电系统的损耗，累计起来，降低的线损数目是很可观的。由于峰荷的降低，负荷率的提高，可以使同样容量的供电设备多供电能，因而干脆增加供电部门的产值和利润。经济效益分析无功补偿作为电网平安、经济运行的一个重要手段，始终受到高度的重视，它对提高系统电压水平，降低线路损耗，改善系统功率因数，增加系统稳定起岩特别至要的作用。无功补偿由于削减了线路上的无功流淌，稳定了电压，降损效果明显。线损率为线损电量占供电量的百分数，它是供电部门的一个重要考核指标。无功补偿对改善考核指标线损率效果明显。卜.面我们通过几个详细直观的方面进行分析：线损削般产生的经济效益分析无功补偿应遵循的原则：a在技术经济比较的基础上，询定公用配电变压涔最佳补偿方案，将配电变压器的无功损耗限制在最小范围内，将无功损耗歼灭在压入口端(包括变压器自身无功损耗、用电设备的无功损耗)。b.最大限度提高配网的功率因数，使其达到0.95以上，达到降损目的。有功或无功电能都是靠各电压等级的线路输送的，在输送电能的过程中，线路上都有有功损耗。配网的无功补偿经济效益特别明显，节能降损的潜力巨大。由于无功补偿经济效益分析涉及许多内容，计算比较困难。为简化计算程序，采纳无功补偿经济当量来计算无功补偿的经济效益，即每补偿Ikvar的容性无功，相当于降低了多少kW的有功损耗。查有关资料知，各种电压等级的无功补偿经济当量和该用户补偿后的降损功率如下所示：各电压等级下的无功补偿经济当量电压等级(kV)0.3861035110经济当用(kW/kvar)0.1500.0900.0600.0170.0073注：参见无功补偿经济效益分析针对农网的低压配电变O38kV侧无动补偿经济当量取0.150(O.38kV)e若在某市农网低压侧安装补偿设备SPC5O100台，I1.全部投运后相当于削减的无功总量为50×100=500OkVar。由于实际的电力系统中无功需求为波动状态，月.不行能时刻处于满负荷状态,无功补偿平均系数按50%计兑1折合成补偿相对下节约的有功能量：500OkVarX50%X0.150kWkvar=375kW假设电能痂量矫正装身SpC始终投运在电力系统中，每年投运时间为：24ldX3(Wn×12nVyXly=864()h电能质量矫正装置SpC系统投运后，该地区地区仔年可削减的有助损耗为：8M()h×375kW=3.240.(XX)kWh即通过电能质量矫正装置SPC的运用，可以通过实时动态的无功补偿，系统地削减电力系统中无功产生的输电损耗，一年中提高该地区324万度的节电实力，是节能降耗的典型应用.折旧和维护费用般电力设备的年维护费用为3%,而SPC设备维护量极少,整个系统的维护量远远小于一般电力设备。潜在经济效益增加低压电能明量矫正装置SPC后，在功率因数提高的同时能够有效地稳定电力系统的电压波动：在补偿容量足够的前提下，还带有肯定的三相不平衡补偿功能，可以减小三相不平衡带来的线路损耗和变压涔过我问题。提高系统功率因数能够提而设备利用率，增加区域输电线路的输送电实力和降低线路损耗；治理三相不平衡能使变压器不会因为不平衡而过载，削减电力设备及输配电系统的附加损耗，其潜在效益不行忽视。14.3社会效益分析动态补偿装置.在波动性负载上的应用是必要的，智能型电能质地矫正装置SPC的响应速度快，能够实时跟踪系统无功变更，可以有效地起到稳定波动性负荷工作电压、提高功率因数的效果.通过动态无功补偿工程的实施，可有效提高电网运行平安性和电网电能质量，不但能避开变电站设备发生电压偏差大造成的用电设备损坏事故，还可以有效降低电网输电损耗，实现改善电能质量和节能降耗的多重目标。SPC采纳了国际先进的电力电子技术，不仅在技术上实现了节能增效，而且不会造成环境上的负面影响，是一种广义绿色装题，给可持续发展经济予以正面的主动作用，也是当前和谐社会的一种体现，具有重要社会意义。平安：SPC为电流源型设备，不随系统阻抗变更，彻底解除了系统谐振等危宙性极大的院患。牢靠，SPC内部功率器件采纳模块化设计，可控电流源型，对系统参数不极感，不会发生谐振或谐波电压放大；系统级、装置级、涔件级三重爱护等。性价比高tSpC装置实现了模块化设计,安装、调试工作量小，后期基本免维护。不仅具备的损耗小等潜在的效果，针对农网运用环境，投入的SPC装置安装于现场可利用的空间内，综合性价比更高。效益商I增加电能质量矫正装置SPC后，在功率因数提高的同时可有效提高电网运行平安性，不但能避开变电站设备发生电压偏差大造成的设备损坏事故,还可以有效降低电网损耗，实现改善电能质量和节能降耗的多重目标。农网政府多年来始终大力支持电网公司的智能化电网建设，用以提而农网节能减排的实际效果。在农网配电台区安装了动态无功补偿装置后，可以有效地提升低压配电变的供电实力，实现无功补偿的自动化投运，实时调整系统无功的平衡，改善和提升供电系统的科学性和先进性。尤其在全国电力系统内居民公用低压配电变首次实现动态无功补偿，具有全国性的示范意义和社会意义。二、国内外探讨现状目前农网低压配网中对无功和三相不平衡的治理目前基本都是单一的装置实现。农网中采纳的无功补偿装置主要以开关投切电容这类传统无功补偿装置为主，按开关元器件类型可分为机械式接触器投切电容装置、电子式无触点可控硅投切电容涔装置、史合开关投切电容装置，它们通过检测系统内的无功需量，然后触动开关器件投入电容器进行无功补偿。这类无功补偿装置具有成本低的优势.但由于自身技术缺陷，简洁出现过补、欠补，易受电网影响，轻载时简洁造成投切震荡，这类现象会加剧农村电压不稳定状况及损坏开关元件和其他设备。当前治理农网三相不平衡的方法有匀称分布负荷、增加短路容量、电感与电容组合调整等方法，这些治理方法干脆成本很低，能取得肯定的效益，但造成了大量的人力奢侈，而且进行运行切改须要较长的停电时间，不能从根本上解决问题，也降低了供电公司的供电牢靠性，间接影响了供电公司的售电量。而由于目前市场上的稳压装置DVR与UPS价格相对昂扬,农村低用配电网电压不合格现象目前暂无相应解决方案.从上述可知，当前农网低压配网中对无功和三相不平衡问题的解决方式都是依托单一的装置实现,Jl受技术、客观性等因数的影晌，并不能取得很好的效益，而新型电能质量矫正装置SPC,不仅能补偿无功功率，消退三相不平衡，还能稳定系统电压，从性能、功能双向性上都优越于上述的治理设备或解决方法，所以在农网电能质量:治理上SPC能呈现出很强的适应性.当前国内外治理无功和三相不平衡的主流技术如下：I）晶闸管限制电抗罂（TCR）：TCR的工作原理如图2.1所示，其单相基本结构就是两个反并联的晶闸管与一个电抗器相串联，而三相多采纳三角形连接。通过限制品间管触发延迟加的大小来限制补偿器汲取无功功率的大小。由T单独的TCR只能汲取感性的无功功率,因此往往与并联电容器协作运用。图2.1TCR单相电跖结构简图2）晶闸管投切电容器（TSC）图2.2是TSC的单相基本结构，其中的两个反并联晶闸管只是起将电容器并入电网或从电网断开的作用,而串联的小电感只是用来抑制电容器投入电网时可能造成的冲击电流的.在工程实际中，一般将电容器分成几组，每组都可由晶网管投切。这样就可以依据电网的无功需求投切这些电容器，TSC事实上就是断续可调的汲取容性无功功率的动态无功补偿器。图22TSC单相电路结构的图3）三相负荷自动平衡调整系统和电力电子自动倒网装毙为实现负荷接入相序的自动切改以解决三相不平衡问题，市场上出现相负荷自动平衡调整系统和电力电子自动倒闸装巴两种自动解决负荷接入相位更改的装置。但受地区配电网结构、接入场地及发展时间等限制，在行业内还没有统一的标准，其推广应用也受到各地方独特状况的影响.但在其应用推广的地区，三相负荷不平衡率基本限制在变压器运行规程中要求的范围内。4）应用特别变压器，如斯柯特（Scott）变压罂“斯柯特（Sc。“）变压器”由两个单相变压器组成，具有特别的绕组比，与三相系统相连。它能将供电电源的三相电变成两相电（两个相位差90。的单相）,供应两相电源，保证供电的：相电源平衡“图2.3斯柯特（Scott）变压器一般斯科特变压器大多用在电气化牵引铁路中，该变压器原边有两个绕组,接成倒T形，它的底部绕组（称为底绕组）接入高压系统的两相间电压（如,C相间），另一绕组（称为高绕组）则连接于底绕组中心点和高压三个电压中的另一相（如B相），底绕组和高绕组的匝数比为1：32;次边匝数相同的两个单相绕组，在空间结构上分别与例T形原边绕组相对应、构成互成n/2相位差的两相次边电压U,UB,分别向两侧不同的接触网分段供电。当两馈电分段电流为l,IB时，通过电流变比和相位转换,可得为边三相电流IA=IB=IC且相位是对称的，使原边；.相负荷实现了平衡.“斯科特变压器”是解决了两相负荷基本相等而造成的系统三相负荷不平衡问题，这种抑制技术是不适用于低压三相四线制配电网负荷的随机性和时变性的特点.5）基于接和丫接分相补偿电容港的不平衡治理装置该装置内设置有多条接和Y接的分相补偿电容器支路,其原理图如所示。图2.4三川负荀不平衡治理装置原理图三¥»J->以¼ttN接和丫接支路在三相不平衡限制器的限制下，即可以接于相线与相线之间，也可以接于相线与零线之间。既可实现角形电容全投，也可以星形接法电容全投。上述装置是目前国内普遍采纳的：相负荷不平衡配电网和无功功率的补偿,治理装置的结构简洁、采纳无源的电容元件成本低：缺点是上述装置只能完全补偿三相负荷不平衡配电网的无功功率，对三相干脆不平衡有功功率抑制作用小。三、项目实施的技术关键和功能特点针对农网存在的电能质量问题.我司拟研制出一款专用丁户外的综合电能质量治理装置SPC,以解决农网中三相不平衡、电压不桓定、以及无功问题，全方位提升农网用电质员。该装置.所依托的技术关键是我司八年来在电力电子技术的行业阅历和现场应用积累，大体说来有以下几点：D采纳先进的三相不平衡和动态无功分析理论及限制算法，适用于配网系统:2）先进的三电平变流器的限制技术，快速治理、跟踪系统的三相不平衡及无功的变更，达到最优的治理效果：3）有源型电力设备，系统稳定无谐振，平滑调整，效果优异，可自动检测负载电潦进行补偿，无需人为操作：力装置小型化，抱杆、H杆等多安装方式设计，防护等级高，适用于农村电网相对欠佳的配电环境.该装置所具有的功能特点：D具备无功补偿功能，cos中可达0.99级2）具备三相不平衡补偿功能，三相不平衡度可降至3%以下3）具备电压支摔选配功能4）容感性负载补偿效果可调5）实时补偿，全响应时间小于15ms6）动态响应时间小于50us7）无过补、无欠补、无谐振8）补偿容量等于安装容量，不受系统电质跌落影响9）元器件式产品设计理念，与通用无功补偿应用方式一样。10）设计寿命为10万小时,免维护。四、项目探讨内容与实施方案调研了解农网电能质量的现状。通过以分析配电台区中的数据为主，实地现场调研为辅，对负荷变更状况类似的地区进行分类，选择出典型台区安装电能质量矫正装置。4.1 调研农村地区低压配电网电能质*由于400V低压配电系统用户侧几乎都是单相负载，且用电具有不同时性,配变系统极易出现三相不平衡。以下表格为时某局的配变记录数据，发觉农网配变不平衡现象严峻。表4.1某局7月22日配变不平衡状况（抄件数2202台）不平衡率15%1530%3040%4050%5060%6070%7080%8090%90100%配变台数716722524374944362802080.27%0.72%3.3%11.4%19.8%22.4%19.8%12.7%9.4%400V低压配电系统供电半径长，由于三相不平衡，用电凹马时段的影响，简洁导致电压超过限值。以卜表格为对某地区电压合格率的统计，可发觉低压配网的电压合格率低于中高压配电网.表4.2某地区电压合格率统汁表A类B类C类D类综合本年累计去年同期5月99.699.796.796.6798.6598.498.16月99.799.7979798.898.4798.097月99.799.7979798.898.5298.098月99.799.798.0298.2199.1798.698.09备注：A类为35KV变电站1（）KV母线电压；B类为35KV变电站母线电压：C类为IOKV专线用户电压：D类为38O/22OV用户电压。农村配电网仍广泛采纳分组投切式电容器组，有补偿台阶，在实际补偿中极易出现过补或欠补，即响系统平安运行，在小负荷下，配网功率因数一般在0.6以下，在大负荷下，功率闪数一般在0.8以下。表4.3某地区低压台区功率因数统计表（轻负荷条件）线路名称变压器台区名称容(KVA)A功率因数B功率因数C功率因数光庆甲线光庆干79左4号3150.4530.1730.442光庆乙线光庆干37号10.7740.8020.747光庆乙城镇江分3号1800.7540.8460.789碳化即甲线碳化硼F3192000.7420.7520.853胶东乙规麻花分Il2500.540.5320.599衣4.4某地区低压台区功率因数统计表（重负荷条件）线路名称变压器台区名称容fit(KVA)A功率因数IB功率因数C功率因数江甲规工厂干18号3150.8490.6920.97阳明乙线阳明干67左3号3150.7650.7740.767阳明乙线化纤支35号1«00.8480.8320.8X4长安线长安分4号3150.7390.7140.79南江线南江干17号3150.8590.8030.859由于三相不平衡等问题存在，配变过负荷严峻，导致出力不足，发热严峻,降低配变寿命，甚至烧毁配变。衣4.5某地区3I5KVA变压器过负荷状况台区ASJAi大贪我军(%)A相鼓火电能（八）B和最大负数奉<%>B相火火电流（八）CMljft大负载率(%)C相故大电海（八）五路格动营业厅南138.7SW3M411.0101.6565.0.461.7/472.9109.9593.l4<X>.6.,5.民主路西段民生名141.55643.61279.5/525.370.8587H322<48O.8122.457H,634)2.3/556.3珠江路黄河东149.86Sl.<4<)6.75H6.889.411.W4O6.75肠.8140.16019/342.8/637.150073萌庄118.0536.4/4668517.2107.7442.8U89.6542.4125.9463.2/45665724叁山路三院门口125.4570.4/5288492.1126.75O3.41,576.2',464.6122.0502.9/516,554.6双江路东(I47)124.6566.52O,457.2123.5$4125613764105.3535.2525.6<,478,8梯庄村09143)89.7408.,474.0,M2.4132.0388.8,600.Q546.0135.9396.65352618.0泰山两路小学门口149.1678.1/610.9/441.0149.8584.6,68l.l.'406,1103.7603.7/558.6/471.64.2 调研了解农村地区配电台区应用环境经过我司对配电台区的调研工作，工作丁户外露天下的电力系统自动化二次设备,将包括远幼、继电爱护等在内的综合监控系统全部以分散式设备安装在户外，以缩短建设周期、降低造价。电能痂量矫正装置须要与室内电力电子设饴不同的结构设计。与限制室内设备相比，电能质地矫正装置SPCI笥工作在一个严酷得多的工作环境中,一般说主要有以下影响因素：（八）气候条件温度,湿度,太阳辐射，风,凝露，降水(雨,雪,冰霍)O(b)生物条件霉菌,喷齿类动物，鸟类，昆虫和蛆蚁。(c)化学活性物质条件盐雾,工业生产和车辆排放产生的二轴化硫,磴化匆,氯气,氨气等。(d)机械活性物质条件砂,灰尘。(C)机械条件振动和冲击。(f)电磁环境条件外界电磁干扰,雷电,静电。要克服上述种种环境因素的影响,SPC必需在结构、工艺以及功能方面实行有效的加固措施,才能适应户外的工作环境,保证设备正常工作.综合起来,主要有以下几个问鹿须要全点考虑。1) SPC的密封性由于户外设备在露天的环境中工作,亳无疑问，户外机柜的密封是结构设计苜先要解决的问题。户外环境F,风砂和灰尘都是机械活性粒子,这些沙尘性物质除会使设备机械部分堵塞和磨蚀外,有些固体物后还会与空气、水份或其它物质发生化学作用，引起酸性或臧性反应而产生腐蚀。某些绝热性物质附若于冷却系统,会影响系统的散热，固体物质中的导电尘埃沉积于电路会产生短路,而绝缘体又会积聚电荷对电路形成干扰.国标GBi208-93(等效于IEC529-89)£外壳防护等级的分类从防异物进入和防水两方面规定了电气设备外壳的防护等级,其中防异物进入的4级的“防直径1e的固体”，其要求是：“防止直径或厚度大于1.onIm的工具、电线及类似的小型外物侵入而接触到电黯内部的零件工防止雨水的侵入当然是户外机柜密封的另重要目的,雨水进入机柜对电子设备的危害是众所周知的。在外壳防护等级的分类标准中，4级防水等级的说明为“防止飞溅的水侵入”，“防止各个方向飞溅而来的水侵入电滞而造成损坏户外机柜的密封作用还在于有效地防潮湿、防盐器、防微菌、防止昆虫进入,同时也是实现机柜内部温度限制的先决条件。选用IPM作为户外机柜的防护等级应当是恰当的。密封材料及其工艺和防水结构的设计是实现户外机柜密封,达到所要求的防护等级最重要的两个方面.2)温度和湿度限制户外环境下,湿热的条件对电了设备的牢苑性及设备的功能和寿命都产生很大破坏.高湿向湿对大气污染物起岩催化作用.高湿公提高化学活性颗粒的活性，水汽吸附于物体表面还会通过扩散、渗透等方式进入材料内部。高温会加快盐雾和砂尘引起的腐蚀。同时温度和湿度乂是霉菌生成的关铤因素、湿热环境中的电子设备通常受到以下危害：（八）金属及其镀层产生腐蚀性破坏；(b)使非金属材料性能变坏,涂枝爱护必起泡、脱落,胶木、塑料等绝缘材料老化、失效；(c)水作为极性介质变更电气元件参数；(d)霉菌生长。SPC的密封措施并不能平安阻挡潮湿的空气进入机相内部，此外,在阳光辐刖下加上设备本身耗散的热量,密封机柜内部温度有可能超出设符允许的范围,而在极端寒冷的气候环境下同样会导致设备不能正常工作，机柜内外交替变更的温度会对材料产生附加应力而加快破坏。同时，相对湿度乂随着温度变更,达到10侬时产生凝露,使元器件和材料受潮.事实上，气温在3040C,相对湿度为70%,气温卜降5C即发生.凝露。因此,在密封的SPC中如何限制内部的温度和湿度是SPC设计中的又一个课题。户外机柜的冷却可以采纳风冷、液冷、热交换器、半导体致冷等形式。机柜有内、外两个通风系统,在封闭的机柜内部,功率模块有足够的风扇抽风散热，而机柜外壁也有相应的抽风风扇抽出柜内热量，空气在风机作用下反身循环，这两处风道的设计关系到机柜的散热效率,也是结构设计的选点内容。3)电磁兼容户外设备在外界环境中受到更多的电蹂干扰,但是由丁SPC采纳'密封的结构形式,有可能实现较好的屏蔽效果,须要解决的问题在于机柜各部件之间良好的电联接以及机柜的接地,才能具有良好的抗电磁干扰实力。4）平安接地与上述相同,机柜的门、盖板等结构件,应与机柜框架牢靠联接,保证电气连续性并良好接地.必要时,户外机柜还应设置相应的螫告标记.4.3依据农网三相不平衡、无功、电压变更特点，结合当前DSP+CP1.D数字技术，研制出新型限制算法；I）补偿三相不平衡SpC在运行时,会通过外接电流互感器（CT）实时检测系统电流,然后将CT采集到的电流信息发给内部限制器进行处理，经过限制罂分析之后，SPC就会发觉系统的电流不平衡状态，同时计算出三相电流达到平衡状态所需转换的电流值。以图6为例，系统电流出现了不平衡状态,平衡状态为每相IOA电流，A相电流想达到平衡状态则须要增加5A的电潦，B相电流正好为IoA无需调整，C相电流想达到平衡状态则须要削减5A的电流。计算完成之后，限制甥就会通过IGBT胸动电路来驱动IGBT动作，从而使得电流从系统C相流入SPC5A,从SPC内部流出5A到系统A相。从而使得八、B、C三相电流全部重新安排为IOA,而系统的三相息电流保持不变。当然，这系列的计算及限制动作都是在很短的时间内完成的，并口，在这一过程中SPC只是起到一个亚新分流的作用，只需消耗很小一部分的能量（如风扇运转、限制器件的能量消耗、开关器件的能量消耗）。SPC的动作是瞬时的，而在某一段时间内其收发电流的有效值却是平衡的，因此可以聘其动作的结果理解为分流作用，使得系统三相电潦的有效值达到一个平衡状态。当系统三相电流都偏离平衡点时，其补偿原理与两相偏离平衡点的状况类似.其根本原则是符某相多出来的电潦存储到SPC母线电容中，然后从母线电容取出电流补偿须要补偿的某相。图4SPC补偿三相不平衢原理2）补偿无功SPC开启后，通过外部电流互感器实时检测负载电流，并通过内部DSp计兑分析负载电潦的无功含量，然后依据设置值来限制PWM信号发生器发出限制信号给内部IGBT使逆变器产生满足要求的补偿电流，最终实现动态无功补偿的目的。3）稳定系统电压SPC对补偿点电压进行采样，将电压信息传递给内部DSP,以推断补偿点电压是否超过设定值，当电压超过调压上限（UmaX）时，SPC输出容性电流，降低电压；当电压低于调压下限（Umin）时，SPC输出燃性电流，提升电压。最终使各相电压桎定在正常范围内。4.4示范工程建设将本课题提到的电能质量矫正装置SPC应用于电能质量问题较为严峻的湖南沅陵房官庄供电所集镇304线变压淞二次出线侧台区进行挂网运行实现示范区三相负荷不平衡率、功率因数达到变压器运行规程标准中规定的数值。并依据示范区运行状况进行效果分析。图九2示范工程安装效果图应用效果总结不平衡：现场治理前三相不平衡严峻，不平衡电流约为50A：补偿后三相电流基本平衡，不平衡电流约为2A,不平衡度由3的降至1观表4.6补佳前后电流变更A相B相。相N相补偿的109.23A111.29A93.07A44.35A补偿后108.67A110.85A108.93A15.06A功率因数：治理后无功功率明显下降，功率因数得到提升表4.7补借前后功率变更视在功率（A相为例）有功功率（A-为例）无功功率（A相为例功率因数A相BW。相补偿前26.6625.079.030.940.950.90补偿后26.1726.091.011.01.01.0五.预期目标和成果形式（一）预期目标完成农网电能质量的调研，依据调研结果选择典型台区进行示范。完成电能质量矫正装置SPC的设计、探讨及安装工作，进行挂网运行并收集运行数据，对各类装置的解决三相负荷不平衡实力进行评估，对其经济性和好用性进行评估。（二）成果形式提交农网电能质量现状报告，建设农网电能质量问题解决的示范工程。（三）考核指标农网电能质量现状调研报告，示范工程的建设，电能质量矫正装置的实力、经济性、台区适用性的评估。（四）后期目标在全国范围内（以省为单位）进行户外配电台区试点,效果险收并逐步进行推广应用。