本發(fā)明涉及配電網(wǎng)，具體涉及一種兼具電壓治理與三相不平衡治理的電路。

背景技術(shù)：

1、低壓配電網(wǎng)作為電力系統(tǒng)中直接與用戶交互的部分，承擔(dān)著電能分配的重要任務(wù)，其供電質(zhì)量直接影響用戶的用電體驗(yàn)。低壓配電網(wǎng)中，變壓器通過三相四線制的饋線將潮流輸送給用戶，臺區(qū)（指一臺配電變壓器的供電區(qū)域）中單相負(fù)載占比為大多數(shù)，且經(jīng)濟(jì)越發(fā)達(dá)地區(qū)單相用戶占比越大，這些負(fù)載的用電規(guī)律受季節(jié)、天氣、時(shí)間等多種因素的影響而擁有強(qiáng)隨機(jī)性的特征，導(dǎo)致臺區(qū)中三相潮流分配不均，進(jìn)而造成配電網(wǎng)的三相不平衡。加之近年來工業(yè)生產(chǎn)的快速發(fā)展，臺區(qū)內(nèi)非線性負(fù)載增多、電動(dòng)汽車充放電增加、分布式發(fā)電入網(wǎng)、大功率設(shè)備頻繁啟停等因素加劇了低壓配電網(wǎng)的三相不平衡問題。部分配電臺區(qū)由于早期規(guī)劃考慮不全面，又因地理位置和經(jīng)濟(jì)成本的限制，三相不平衡問題治理困難，治理手段欠缺。同時(shí)，配電網(wǎng)臺區(qū)的高低電壓問題也會(huì)導(dǎo)致電網(wǎng)線損增加、設(shè)備故障、停電事故等問題，影響用戶的生產(chǎn)和生活。在一些供電區(qū)域，由于負(fù)載的季節(jié)性和間歇性波動(dòng)使變壓器出口電壓處于低電壓狀態(tài)，同時(shí)存在沖擊性負(fù)載加劇電壓波動(dòng)；線路末端存在較大負(fù)載時(shí)，也會(huì)導(dǎo)致末端供電電壓低的問題。特別是在山區(qū)及偏遠(yuǎn)地區(qū)，一些臺區(qū)供電半徑較長，末端供電電能質(zhì)量差，供電可靠性低，以致經(jīng)常出現(xiàn)供電電壓較標(biāo)準(zhǔn)電壓（220v）過高或過低的情況；過高或過低的電壓都會(huì)導(dǎo)致用戶的用電裝備無法正常工作，對地區(qū)經(jīng)濟(jì)造成很大影響。

2、然而，現(xiàn)有技術(shù)中并未有兼顧電壓治理與三相不平衡治理的電路，配電網(wǎng)中的這兩個(gè)問題通常各自通過不同的治理手段進(jìn)行治理?，F(xiàn)有的臺區(qū)配電網(wǎng)三相不平衡治理手段為負(fù)載換相供電，施工周期長且需根據(jù)臺區(qū)配電網(wǎng)的運(yùn)行狀況不斷地進(jìn)行換相調(diào)整?，F(xiàn)有的電壓治理方案一般采用如圖1所示的upqc裝置，這類裝置構(gòu)造復(fù)雜，成本高。通過上述描述可知，現(xiàn)有治理電路不能兼顧電壓治理與三相不平衡治理，且成本高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、（一）解決的技術(shù)問題

2、針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種兼具電壓治理與三相不平衡治理的電路，解決了現(xiàn)有治理電路不能兼顧電壓治理與三相不平衡治理，且成本高的技術(shù)問題。

3、（二）技術(shù)方案

4、為實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明通過以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)：

5、第一方面，本發(fā)明提供一種兼具電壓治理與三相不平衡治理的電路，包括三相ac轉(zhuǎn)單相ac模塊和跨接電容；

6、其中，三相ac轉(zhuǎn)單相ac模塊的三個(gè)輸入端分別與三相配電線路a、b、c相連；

7、三相ac轉(zhuǎn)單相ac模塊的單相輸出端與單相負(fù)載的第一端連接，單相輸出端與單相負(fù)載的公共端經(jīng)由跨接電容與三相配電線路中的任一一相配電線路相連；

8、單相負(fù)載的第二端連接配電網(wǎng)的中性線；

9、其中，三相ac轉(zhuǎn)單相ac模塊包括前級三相ac單元和后級單相ac單元，所述前級三相ac單元和后級單相ac單元中均包括若干開關(guān)管；通過控制前級三相ac單元中的開關(guān)管的導(dǎo)通和斷開，實(shí)現(xiàn)三相取電功率平衡；通過控制后級單相ac單元中的開關(guān)管的導(dǎo)通、關(guān)斷的占空比來調(diào)節(jié)輸出電壓的幅值，實(shí)現(xiàn)高低電壓治理。

10、優(yōu)選的，所述三相ac轉(zhuǎn)單相ac模塊包括一級變換電路模塊或者二級變換電路模塊；

11、其中，在一級變換電路模塊中，前級三相ac單元為三相ac電路，后級單相ac單元為單相ac電路；

12、在二級變換電路模塊中，前級三相ac單元為三相ac/dc電路，后級三相ac單元為單相dc/ac電路，其中，三相ac/dc電路和單相dc/ac電路之間連接第一電容組。

13、優(yōu)選的，所述三相ac/dc電路包括三相pwm整流電路，通過功率因數(shù)校正控制算法控制三相pwm整流電路中的開關(guān)管的導(dǎo)通和斷開，實(shí)現(xiàn)三相取電功率平衡。

14、優(yōu)選的，所述單相dc/ac電路包括第七開關(guān)管、第八開關(guān)管和電感，所述第七開關(guān)管的第一端與三相ac/dc電路的第一輸出端相連；第七開關(guān)管的第二端與所述第八開關(guān)管的第一端相連，其連接端經(jīng)由電感連接在跨接電容和單相負(fù)載的連接端上；第八開關(guān)管第二端與三相ac/dc電路的第二輸出端相連；

15、所述第七開關(guān)管的第三端、第八開關(guān)管的第三端均為控制端，控制端用于連接控信號，通過控制信號調(diào)節(jié)第七開關(guān)管和第八開關(guān)管的導(dǎo)通、關(guān)斷的占空比來調(diào)節(jié)輸出電壓的幅值，實(shí)現(xiàn)高低電壓治理。

16、優(yōu)選的，所述跨接電容為薄膜電容。

17、第二方面，本發(fā)明提供一種兼具電壓治理與三相不平衡治理的電路，包括三相ac轉(zhuǎn)單相ac模塊和跨接電容；

18、其中，三相ac轉(zhuǎn)單相ac模塊的三個(gè)輸入端分別與三相配電線路a、b、c相連；

19、三相ac轉(zhuǎn)單相ac模塊與配電網(wǎng)的中性線電氣連接；

20、三相ac轉(zhuǎn)單相ac模塊的單相輸出端與單相負(fù)載的第一端連接，單相輸出端與單相負(fù)載的公共端經(jīng)由跨接電容與三相配電線路中的任一一相配電線路相連；

21、單相負(fù)載的第二端連接配電網(wǎng)的中性線；

22、其中，三相ac轉(zhuǎn)單相ac模塊包括前級三相ac單元和后級單相ac單元，所述前級三相ac單元和后級單相ac單元中均包括若干開關(guān)管；通過控制前級三相ac單元中的開關(guān)管的導(dǎo)通和斷開，實(shí)現(xiàn)三相取電功率平衡；通過控制后級單相ac單元中的開關(guān)管的導(dǎo)通、關(guān)斷的占空比來調(diào)節(jié)輸出電壓的幅值，實(shí)現(xiàn)高低電壓治理。

23、優(yōu)選的，所述三相ac轉(zhuǎn)單相ac模塊包括一級變換電路模塊或者二級變換電路模塊；

24、其中，在一級變換電路模塊中，前級三相ac單元為三相ac電路，后級單相ac單元為單相ac電路；

25、在二級變換電路模塊中，前級三相ac單元為三相ac/dc電路，后級三相ac單元為單相dc/ac電路，其中，三相ac/dc電路和單相dc/ac電路之間連接第一電容組和第二電容組，其中第一電容組和第二電容組的電容值相等；

26、第一電容組和第二電容組之間設(shè)置一個(gè)中點(diǎn)連接點(diǎn)，中點(diǎn)連接點(diǎn)與配電網(wǎng)的中性線電氣連接。

27、優(yōu)選的，所述三相ac/dc電路包括三相pwm整流電路，通過功率因數(shù)校正控制算法控制三相pwm整流電路中的開關(guān)管的導(dǎo)通和斷開，實(shí)現(xiàn)三相取電功率平衡。

28、優(yōu)選的，所述單相dc/ac電路包括第七開關(guān)管、第八開關(guān)管和電感，所述第七開關(guān)管的第一端與三相ac/dc電路的第一輸出端相連；第七開關(guān)管的第二端與所述第八開關(guān)管的第一端相連，其連接端經(jīng)由電感連接在跨接電容和單相負(fù)載的連接端上；第八開關(guān)管第二端與三相ac/dc電路的第二輸出端相連；

29、所述第七開關(guān)管的第三端、第八開關(guān)管的第三端均為控制端，控制端用于連接控信號，通過控制信號調(diào)節(jié)第七開關(guān)管和第八開關(guān)管的導(dǎo)通、關(guān)斷的占空比來調(diào)節(jié)輸出電壓的幅值，實(shí)現(xiàn)高低電壓治理。

30、優(yōu)選的，所述跨接電容為薄膜電容。

31、（三）有益效果

32、本發(fā)明提供了一種兼具電壓治理與三相不平衡治理的電路。與現(xiàn)有技術(shù)相比，具備以下有益效果：

33、本發(fā)明提供一種兼具電壓治理與三相不平衡治理的電路，包括三相ac轉(zhuǎn)單相ac模塊和跨接電容，其中，三相ac轉(zhuǎn)單相ac模塊的三個(gè)輸入端分別與三相配電線路a、b、c相連；三相ac轉(zhuǎn)單相ac模塊的單相輸出端與單相負(fù)載的第一端連接，單相輸出端與單相負(fù)載的公共端經(jīng)由跨接電容與三相配電線路中的任一一相配電線路相連，單相負(fù)載的第二端連接配電網(wǎng)的中性線；其中，三相ac轉(zhuǎn)單相ac模塊包括前級三相ac單元和后級單相ac單元，所述前級三相ac單元和后級單相ac單元中均包括若干開關(guān)管；通過控制前級三相ac單元中的開關(guān)管的導(dǎo)通和斷開，實(shí)現(xiàn)三相取電功率平衡；通過控制后級單相ac單元中的開關(guān)管的導(dǎo)通、關(guān)斷的占空比來調(diào)節(jié)輸出電壓的幅值，實(shí)現(xiàn)高低電壓治理。本發(fā)明提出的電路與傳統(tǒng)的upqc裝備相比，無需使用變壓器，在實(shí)現(xiàn)電壓過低和過高問題治理的情況下，降低了系統(tǒng)成本，有效地減小系統(tǒng)體積、提高功率密度。同時(shí)，在配電線路和負(fù)載之間連接有跨接電容，形成某相配電線路的一點(diǎn)→跨接電容→負(fù)載→配電線路n點(diǎn)的恒定閉環(huán)路徑，其間沒有開關(guān)器件進(jìn)行開關(guān)動(dòng)作，降低電網(wǎng)波動(dòng)對負(fù)載的影響，且不會(huì)破壞配電網(wǎng)與用戶之間的電力載波通訊。