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配电网三相不平衡过电压有源抑制方法配电网三相不平衡过电压产生的实质是：三相对地参数不平衡导致三相对地电流不平衡，产生零序电压。为此，采用向配电网注入一定大小和相位的电流，补偿三相不平衡电流，在不改变配电网对地绝缘参数的条件下快速准确抑制三相不平衡过电压。图l为中性点非有效接地配电网三相不平衡过电压补偿示意图。其中，有源逆变装置为虚线框部分，将其等效为可控电流源，三相交流Up通过不可控整流模块转换成单相直流，再通过逆变模块转换成单相交流，经过滤波电路和变压器后注入配电网；I为注入电流；分别为直流侧电容和电阻，用于平稳直流电压；、、分别为配电网A、B、C三相电源电压、、为配电网单相对地泄露电阻；、、为配电网单相对地电容；Uo为中性点位移电压；ro和Lo分别为消弧线圈的阻尼电阻和调谐电感；k为单相高压开关，通过控制高压开关和调整消弧线圈电感及并联电阻，可改变配电网中性点的接地方式。由基尔霍夫定律可知(1)式中、、分别为三相线路对地参数的并联导纳，如果令则Uo=0，彻底消除了配电网正常运行时因三相对地参数不平衡引起的中性点位移电压。因此，通过有源逆变装置向配电网注入电流(现场实际运行中，考虑到中性点不接地系统变压器绕组为角形接线，没有引出中性点，因此电流由接地变压器的中性点注入)可补偿三相不平衡电流，抑制三相不平衡过电压。因上述研究的是三相对地回路，即零序回路；而我国配电网(6 kV、10 kV、35 kV、60 kV)负载变压器的一次侧一般都是不接地的，不存在负载的零序电流，负载电流的变化仅会引起配电网的正序电流变化和负序电流变化，不会导致配电网对地的零序电流变化；即使考虑单相高压负载(如武汉10 kV配电网的路灯负载)，变压器一次侧也是从两根相线取电，不存在零序电流，仅会导致三相线路的长度不一致，引起配电线路三相参数的不平衡。因此，本文研究配电网零序电压控制问题时不考虑负荷的影响，这也是配电网分析的通用做法。注入电流的大小由配电网规模(即三相对地电容大小)和三相不对称度大小决定，一般配电网注入电流小于10 A。信号注入为稳态信号，从配电网中性点注入，中性点电压很低(10 kV配电网一般小于90 V)，注入信号回路无特殊设计要求。三相不平衡过电压的有源抑制方法式(2)中注入电流的计算需要已知线路三相对地导纳，但该导纳实时测量困难。为便于工程实现，需深人研究注人电流与不平衡电压的关系，通过改变注入电流大小和相位查找最小的不平衡电压，实现不平衡电压的有源抑制。注入电流的大小相位与零序电压的解析关系下面分析抑制零序电压为零需注入的电流的惟一性。根据三相电压关系和式(1)得到中性点位移电压幅值Uo与注入电流的函数关系令Uo=f（I，），分别对和I求偏导数，得求方程组（I，）=0和（I，）=0的所有实数解和偏导数不存在的点，得再分别对和I求二阶偏导数，分别设为：（I，）=A，（I，）=B，（I，）=C。计算可得AC0，A0，所以函数Uo=f（I，）在()处有最小值f()=0。因此，存在惟一注入电流，能够抑制中性点位移电压到零，即最优注入电流具有惟一性。下面分析抑制后的零序电压与注入电流大小和相位的单调性关系。首先设I为非零常数Ix，考察（Ix，）随自变量变化的情况，并求（Ix，）的单调性。由表1可知，对于任意非零Ix，当I=Ix时，（Ix，）在=arctan(L／K)时存在惟一的最小值；可通过改变注入电流相位，比较输出电压，查找最小输出电压对应的注入电流相位得到；且的取值仅与配电网的对地参数有关，而与Ix的取值无关。再设为常数，，考察（I，）随自变量I变化的情况，并求f（I，）的单调性。由表2可知，对于任意，当=，时，f（I，）在Io=E(Lsin+Kcos)取得最小值；即规定电流注入相位，通过改变幅值，查找最小输出电压，可确定注入电流幅值；但Io的取值与有关，随的改变而改变。注入电流的大小相位与零序电压的矢量关系为了更直观地阐述注入电流与零序电压的关系，下面进行矢量图的分析。将式(1)转换成如下形式根据式(7)可得到注入电流与零序电压的矢量关系如图2所示。I的幅值相位可调；H由配电网的系统参数决定，参数确定后，H固定。因此I和H的轨迹可由无数个半径不等的同心圆组成。图2中分别代表H和I的一个轨迹圆，当矢量-H固定后，I与-H之和随注入电流I的改变而改变，，I-H幅值越小，中性点位移电压Uo就越小，当I-H为零时，中性点位移电压将被限制到零。通过分析矢量图可得到以下结论：①存在惟一的注入电流I将Uo限制到最小。由图2和式(7)可知，当I与H幅值相等，相位相反时，I-H为零，即Uo为零；②固定注入电流幅值的情况下，当且仅当I与H相位相反时I-H的幅值最小，可得到最优相位。以上结论进一步验证了注入电流的惟一性和注入电流与零序电压的关系，解析分析和