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摘要：近年来随着配电网中的不平衡的负荷比例增加，三相负荷的不平衡问题也日益凸显，对于我国的电能总体质量造成了极大的影响。本文将以配电网电子电力技术为基础分析三相负荷不平衡的主要原因及其危害，在此基础上探究治理三相负荷平和失调的有效应对策略，为我国配电网的建设与发展提供参考依据。
关键词：配电网；电子技术；三相负荷
随着我国社会经济的快速发展，电力系统的相关用电设备也在不断的进行着更换，因此使得配电网当中的负荷性结构出现了极大的变化。随着电力用户数量的不断增多以及对电能质量的要求不断提高，因此对配电网的运行效率也提出了更高的要求。电能质量的安全性将对配电网以及相关用电设备的安全和稳定运行产生十分重要的影响，因此探究三相负荷不平衡的有效治理措施意义重大。
一、三相负荷不平衡概述
（一）三相负荷不平衡原因分析
在三相电的交流系统当中，三相电压或者是三相电流，其在幅值范围上存在差异或者其相位差并非120°，就可以将该系统称之为三相不平衡系统或者三相不对称系统。在电力系统当中，引起三相不平衡的主要原因可以分为两大类：故障性的不平衡以及正常性质的不平衡。其中故障性质的不平衡主要是因为在三相系统当中出现的一系列不对称性的故障之后所引发的，例如单相性的断线故障以及两相的短路性故障等。由于故障的不平衡，通常会由一些保护性的装置实施动作对故障进行切除，进而确保在较短的时间之内恢复电力系统的平衡，使其继续正常运行，确保电力系统的稳定性。常规性质的三相不平衡主要是因为三相负荷的不平衡原因所引起的[1]。现阶段我国10kv以内的配电网当中通常应用三相的三线制以及三相的四线制等两种不同的配电方式。而在低压的配电网当中通常应用三相四线制实施配电。在正常的情况下，其内部的三相负荷应该是平衡的，但是在实际的运行过程中，在配电的变压器用户一侧有较多的单相负荷和非线性的负荷等，因此容易引起三相的不平衡状态。
（二）三相负荷不平衡危害分析
在三相不平衡的运行状态之下，讲给相关的用电设备以及配电网造成很大的影响。在电网的运行过程中最重要的就是确保电网的经济性以及安全性，而三相不平衡状态将对电网的安全性与经济性产生极大的不利影响。首先是对电网的经济性造成损害。供电系统在运行过程中需要对电源以及网络结构进行有效的平衡，但是出现三相不平衡时，电网当中的三相电流也随之产生不平衡，并且随着不平衡程度的增加其损耗也会越高，因此对电网运行中的经济性产生了很大的影响。并且由于三相不平衡所导致的网损增量通常会以平衡状态下的倍数关系增长，配电网长时间处于这种不平衡的状态之下运行，将对电网的经济运行产生极大的影响[2]。另一方面三相不平衡也将对电网的安全及稳定运行产生很大的影响。主要是因为三相不平衡状态之下，中性点的电压漂移将导致配电器的变压器出现三相的电压不平衡现象，随着中性点偏移的位置不断增加，电压的不平衡状况也会随之增加，在该运行状态下供电，对于电网用户的安全以及配电网的安全运行都将产生很大的影响[3]。
二、基于电力电子技术的三相负荷不平衡治理措施
（一）不平衡负荷的补偿电流检测
对于有源电力的滤波器的控制方法当中，第一个控制的环节就是针对补偿性指令电流进行的有效获取，该控制环节将对有源电力的滤波器本身的性能产生非常重要的影响作用。也就是基于配电网电力电子技术下的工作性能在很大温度程度上都取决于对一定的参考的补偿电流实施的实时性准确检测效果。所以对三相不平衡的有效治理的重点就是在该不平衡的状态下，快速、有效、准确的将那些应该补偿的无功电流以及负序电流进行监测，这也是研究中的重点内容。针对补偿电流实施的检测，是电力电子技术基础上配电网研究的重要组成部分，近年来诸多学者对该课题进行了研究，因此也不断的有新的检测方法被提出。目前对于参考电流的检测方式十分多样，大部分都是以补偿无功的功率、有效抑制谐波以及提升三相系统的平衡性能为主要手段[4]。对谐波电流的检测中，主要目标是滤除谐波；而检测无功电流与谐波电流两者之和，主要目标是达到对无功电流的补偿以及滤除谐波的作用；而通过对基波有功电流中的正序进行检测，实现对三相不平衡的有效补偿的目标。
（二）电流的跟踪控制
由于电力电子技术为基础的配电网所输出的补偿性电流，在输出之后将以极快的速度跟随者指令电流出现的一系列信号变化，因此就需要补偿性电流的发生器要具备良好的对电流控制与跟踪的能力。为了确保控制与跟踪的实时性，电力的控制中最长使用的是PWM的跟踪型控制。目前来说该控制方式中主要包括了以下几种控制措施：滞环比较的电流跟踪与控制、空间矢量的脉宽控制、单周控制、三角波的比较电流控制与跟踪、无差拍的控制、神经网络的控制以及滑模控制等，在众多控制方法中，滞环比较的电流跟踪与控制法与三角波的比较电流控制与跟踪方法是目前应用比较完善和成熟的技术，这两种控制措施具有理论发展完善以及实现简便等优势[5]。在实际的应用中需要根据电网的实际情况以及其他相关因素等进行综合全面的考虑，选择最优的控制方法。
（三）直流电压的控制
配电网的电力电子技术在其运行时将会产生一定的能量消耗，因此将会导致直流侧的电容电压出现降低的现象，而电容电压的稳定性又将对电力电子技术的控制效果产生影响。所以为了确保电力电子技术能够发挥其作用和价值，产生有效的补偿性电流的跟随性，需要针对PWM的变流器中的直流侧电容所具有的电压进行有效的控制，使其始终处于一个相对稳定的值域范围内。针对电容电压实施控制的方法较多，传统的控制方法是为直流侧电容电压单独的设置一个独立运行的直流电源，并发挥单个的二极管的整流电路的作用，实现对电容电压的控制。该控制方式虽然能对电容电压进行一定的控制，但是需要特别的单独设置一套电路，因此增加了电力系统的复杂性同时也增加了该电力系统的能量损耗以及系统运行成本，因此目前该方法采用的越来越少。其实对于电容电压的控制可以通过电力电子配电网中的主电路实施有效的控制来实现。将已给定电容电压的值同直流侧的电容电压进行左茶，通过两者之差应用比例积分PI得到调节的信号，是电力电子的直流侧同交流侧进行能量的交换，进而实现对电容电压的有效控制。
结语：综上所述，电能质量将对我国电网的安全运行以及相关用电设备的经济性及安全性产生极大的影响。由于三相负荷不平衡问题的日益加剧，对我国电网电能质量的影响也是十分显著的，因此为了维护我国的电网电能质量，针对三相负荷不平衡进行深入的探究，找到应对之策具有重要的经济意义和社会意义。
参考文献：
[1]方恒福，盛万兴，王金丽等.配电台区三相负荷不平衡实时在线治理方法研究[J].中国电机工程学报，2015，35（09）：2185-2193.
[2]储婷，丁哲，吴善等.配电网三相不平衡治理综述[J].电工电气，2016（10）：6-9+19.
[3]张晓毅，李珏瑄，何建等.混合补偿调节器在低压配电网三相不平衡负载中的应用[J].电气自动化，2017，39（02）：88-91.
[4]高树功.低压配电网三相不平衡治理及工程化应用节能降损研究[J].电源世界，2017（03）：38-42.
[5]曾祥君，胡京莹，王媛媛等.基于柔性接地技术的配电网三相不平衡过电压抑制方法[J].中国电机工程学报，2014，34（04）：678-684.