CN105811434A - 一种配电***有源容量均衡装置及其均衡方法 - Google Patents

一种配电***有源容量均衡装置及其均衡方法 Download PDF

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CN105811434A CN201610319642.7A CN201610319642A CN105811434A CN 105811434 A CN105811434 A CN 105811434A CN 201610319642 A CN201610319642 A CN 201610319642A CN 105811434 A CN105811434 A CN 105811434A
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范小波
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Abstract

一种配电***有源容量均衡装置及其均衡方法，装置包括：第一双向变换器，连接装置内的直流母线和一个配电变压器，用于稳定直流母线的电压以及对相应的配电变压器进行无功补偿；第二双向变换器，连接直流母线和另一个配电变压器，用于控制有功电流的大小和方向以及对相应的配电变压器进行无功补偿；第一控制器，用于基于直流母线的电压、第一双向变换器的输出电流、相应的配电变压器所带负载的无功功率驱动第一双向变换器工作；第二控制器，用于基于两个配电变压器所带负载的有功功率、第二双向变换器的输出电流、相应的配电变压器所带负载的无功功率驱动第二双向变换器工作。本发明可实现局部配电容量扩容及本地无功补偿，无需加大线路配电容量。

Description

一种配电***有源容量均衡装置及其均衡方法
技术领域
本发明涉及电力领域，尤其涉及一种配电***有源容量均衡装置及其均衡方法。
背景技术
随着经济的发展和人民生活水平的提高，用电量迅速增加，原建配电网的设备和导线均与用电量不相匹配，不少地方超负荷运行，不仅影响供电安全，还大大增加了配电***的损耗。同时供配电***中感性负荷迅速增加，众多的配电变压器和电动机处于低负荷率的非经济运行状态，造成供配电***无功功率的大量需求，如不及时补充，将引起供电电压质量下降，***损耗增加，既要浪费电能，又将影响供配电设备的使用率，甚至造成事故。
目前解决以上问题的技术措施是更新线路与设备，增加和改造***中线路的容量以及配电变压器的容量，同时在供电方和用电方加装补偿电容，减少线路损耗，提高***运行的经济行和安全性。这些改造方法存在技术改造难度大，成本高，容量配置不灵活，以及后续扩容难等问题。尤其是对于局部配电容量不足的情况下，其改造的难度更是加大。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种配电***有源容量均衡装置及其均衡方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种配电***有源容量均衡装置，所述配电***包括与高压母线连接的至少一个电网支路，每个电网支路上设置有一个配电变压器，配电变压器的输入端与高压母线连接且输出端与负载连接，所述装置连接在两个配电变压器的输出端之间，所述装置包括：
第一双向变换器，连接装置内的直流母线和其中一个配电变压器，用于稳定直流母线的电压以及对相应的配电变压器进行无功补偿；
第二双向变换器，连接所述直流母线和另一个配电变压器，用于控制有功电流的大小和方向以及对相应的配电变压器进行无功补偿；
电压采样单元，采样所述直流母线的电压；
第一电流采样单元，与第一双向变换器的与配电变压器连接的一端连接，采样第一双向变换器的输出电流；
第二电流采样单元，与第二双向变换器的与配电变压器连接的一端连接，采样第二双向变换器的输出电流；
第一控制器，分别连接电压采样单元、第一电流采样单元以及第一双向变换器，用于基于直流母线的电压、第一双向变换器的输出电流、相应的配电变压器所带的负载的无功功率驱动第一双向变换器工作；
第二控制器，分别连接第二电流采样单元以及第二双向变换器，用于基于两个配电变压器所带的负载的有功功率、第二双向变换器的输出电流、相应的配电变压器所带的负载的无功功率驱动第二双向变换器工作。
在本发明所述的配电***有源容量均衡装置中，所述第一控制器包括：
电压控制环，用于根据给定的母线电压参考值Ubus和采样的直流母线的电压Ubus_Fb计算得到有功电流的参考值Id_ref；
第一坐标变换器，用于将采样的第一双向变换器的输出电流Iabc_Fb经三相到两相变换后，再由两相变换到dq坐标系下得到d轴电流id和q轴电流iq；
电流控制环，用于根据有功电流的参考值Id_ref、无功电流的参考值Iq_ref、d轴电流id和q轴电流iq计算得到d轴、q轴、0轴的输出指令；
第二坐标变换器，用于将d轴、q轴、0轴的输出指令经坐标转换后得到SPWM控制指令uact；
SPWM驱动器，用于根据SPWM控制指令uact进行空间矢量调制获得驱动第一双向变换器的PWM驱动信号；
其中，无功电流的参考值Iq_ref根据检测到的相应的配电变压器所带的负载的无功功率Q1和所在的电网支路电压V1计算得到，Iq_ref＝Q1/V1。
在本发明所述的配电***有源容量均衡装置中，所述第二控制器包括：
第一坐标变换器，用于将采样的第二双向变换器的输出电流Iabc_Fb经三相到两相变换后，再由两相变换到dq坐标系下得到d轴电流id和q轴电流iq；
电流控制环，用于根据有功电流的参考值Id_ref、无功电流的参考值Iq_ref、d轴电流id和q轴电流iq计算得到d轴、q轴、0轴的输出指令；
第二坐标变换器，用于将d轴、q轴、0轴的输出指令经坐标转换后得到SPWM控制指令uact；
SPWM驱动器，用于根据SPWM控制指令uact进行空间矢量调制获得驱动第一双向变换器的PWM驱动信号；
其中，有功电流的参考值Id_ref是根据配电变压器的有功容量P0以及两个负载有功功率P1、P2计算得到的ΔP以及电网支路电压V1计算得到：
无功电流的参考值Iq_ref根据检测到的相应的配电变压器所带的负载的无功功率Q2和所在的电网支路电压V2计算得到，Iq_ref＝Q2/V2。
在本发明所述的配电***有源容量均衡装置中，所述第一双向变换器和第二双向变换器均包括：N个桥臂、N个第一电容、N个第一电感、N个第二电感、N个电抗、两个母线电容，其中N为1-3的整数；每个桥臂包括上桥臂、下桥臂、第一二极管和第二二极管，上桥臂和下桥臂均包括：两个串接的功率开关器件和反并联在每个功率开关器件上的续流二极管；
两个母线电容串接在正直流母线和负直流母线之间，两个母线电容的连接节点作为直流母线的中点；所有的功率开关器件的控制端分别与对应的第一控制器/第二控制器连接，每个上桥臂的两个功率开关器件的连接节点与第一二极管的负极连接，每个下桥臂的两个功率开关器件的连接节点与第二二极管的正极连接，第一二极管的正极和第二二极管的负极连接至直流母线的中点；N个第一电容的第一端均连接至直流母线的中点，N个第一电容的第二端分别与N个第一电感的第一端以及N个第二电感的第一端连接，N个第一电感的第二端分别连接至N个桥臂的上桥臂和下桥臂的连接节点处，N个第二电感的第二端分通过N个电抗与配电变压器的输出端连接。
在本发明所述的配电***有源容量均衡装置中，所述第一双向变换器和/或第二双向变换器通过一个隔离变压器与相应的配电变压器连接。
本发明还公开了一种基于所述装置的配电***有源容量均衡方法，所述方法包括以下步骤：
S0、实时采样直流母线的电压、第一双向变换器的输出电流、第二双向变换器的输出电流、两个配电变压器所带的负载的有功功率和无功功率；
S1、第一控制器基于直流母线的电压、第一双向变换器的输出电流、相应的配电变压器所带的负载的无功功率驱动第一双向变换器工作；第二控制器基于两个配电变压器所带的负载的有功功率、第二双向变换器的输出电流、相应的配电变压器所带的负载的无功功率驱动第二双向变换器工作；
S2、第一双向变换器在第一控制器的驱动下稳定直流母线的电压以及对相应的配电变压器进行无功补偿；第二双向变换器在第二控制器的驱动下控制有功电流的大小和方向以及对相应的配电变压器进行无功补偿。
在本发明所述的配电***有源容量均衡方法中，步骤S1中所述的驱动第一双向变换器工作包括：
S11a、根据给定的母线电压参考值Ubus和采样的直流母线的电压Ubus_Fb计算得到有功电流的参考值Id_ref；同时，将采样的第一双向变换器的输出电流Iabc_Fb经三相到两相变换后，再由两相变换到dq坐标系下得到d轴电流id和q轴电流iq；
S12a、根据有功电流的参考值Id_ref、无功电流的参考值Iq_ref、d轴电流id和q轴电流iq计算得到d轴、q轴、0轴的输出指令，其中：
无功电流的参考值Iq_ref根据检测到的相应的配电变压器所带的负载的无功功率Q1和所在的电网支路电压V1计算得到，Iq_ref＝Q1/V1；
S13a、将d轴、q轴、0轴的输出指令经坐标转换后得到SPWM控制指令uact；
S14a、根据SPWM控制指令uact进行空间矢量调制获得驱动第一双向变换器的PWM驱动信号。
在本发明所述的配电***有源容量均衡方法中，步骤S1中所述的驱动第二双向变换器工作包括：
S11b、将采样的第二双向变换器的输出电流Iabc_Fb经三相到两相变换后，再由两相变换到dq坐标系下得到d轴电流id和q轴电流iq；
S12b、根据有功电流的参考值Id_ref、无功电流的参考值Iq_ref、d轴电流id和q轴电流iq计算得到d轴、q轴、0轴的输出指令，其中：
有功电流的参考值Id_ref是根据配电变压器的有功容量P0以及两个负载有功功率P1、P2计算得到的ΔP以及电网支路电压V1计算得到，
无功电流的参考值Iq_ref根据检测到的相应的配电变压器所带的负载的无功功率Q2和所在的电网支路电压V2计算得到，Iq_ref＝Q2/V2；
S13b、将d轴、q轴、0轴的输出指令经坐标转换后得到SPWM控制指令uact；
S14b、根据SPWM控制指令uact进行空间矢量调制获得驱动第一双向变换器的PWM驱动信号。
实施本发明的配电***有源容量均衡装置及其均衡方法，具有以下有益效果：本发明的装置可以应用于两个配电变压器之间，实现局部配电容量扩容及本地无功补偿，而无需加大相应变压器及线路的配电容量，成本低，容量配置灵活。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
图1是本发明配电***有源容量均衡装置的安装结构示意图；
图2是本发明配电***有源容量均衡装置的结构框图；
图3是图2中的两个双向变换器的电路原理图；
图4是图2中的第一控制器的模型图；
图5是图2中的第二控制器的模型图；
图6是本发明配电***有源容量均衡方法的流程图；
图7是步骤S1中所述的驱动第一双向变换器工作的流程图；
图8是步骤S1中所述的驱动第二双向变换器工作的流程图。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。
参考图1，是本发明配电***有源容量均衡装置的安装结构示意图。
本发明的装置所应用的配电***包括：高压母线、与高压母线连接的至少一个电网支路，如图中仅示意出了三个电网支路，每个电网支路上设置有一个配电变压器，如图中T1、T2、T3所示，T1、T2、T3一般为一栋建筑物或一个工业园区等相对集中区域内的配电变压器。配电变压器T1、T2、T3的输入端与高压母线连接且输出端与负载Load1、Load2、Load3连接，配电变压器T1、T2、T3分别将高压母线的电压进行降压，供给各自后端的负载Load1、Load2、Load3。本发明的有源容量均衡装置连接在两个配电变压器的输出端之间，如图中APCS即代表本发明的有源容量均衡装置，A、B分别代表配电变压器T1、T2的输出端。
APCS可以根据需要设置在两个电网支路之间以实现局部配电容量扩容，例如，如果Load1的有功功率大于配电变压器的有功容量P0，而Load2的有功功率小于配电变压器的有功容量P0，则可以考虑在这两个电网支路的配电变压器之间增加一个APCS以实现局部配电容量扩容及本地无功补偿问题。
具体的，参考图2，所述装置包括：
第一双向变换器，连接装置内的直流母线和其中一个配电变压器，用于稳定直流母线的电压以及对相应的配电变压器进行无功补偿；
第二双向变换器，连接所述直流母线和另一个配电变压器，用于控制有功电流的大小和方向以及对相应的配电变压器进行无功补偿；
电压采样单元，采样所述直流母线的电压；
第一电流采样单元，与第一双向变换器的与配电变压器连接的一端连接，采样第一双向变换器的输出电流；
第二电流采样单元，与第二双向变换器的与配电变压器连接的一端连接，采样第二双向变换器的输出电流；
第一控制器，分别连接电压采样单元、第一电流采样单元以及第一双向变换器，用于基于直流母线的电压、第一双向变换器的输出电流、相应的配电变压器所带的负载的无功功率驱动第一双向变换器工作；
第二控制器，分别连接第二电流采样单元以及第二双向变换器，用于基于两个配电变压器所带的负载的有功功率、第二双向变换器的输出电流、相应的配电变压器所带的负载的无功功率驱动第二双向变换器工作。
其中，第一控制器和第二控制器可以采用PI控制器。
优选的，所述第一双向变换器和/或第二双向变换器通过一个隔离变压器与相应的配电变压器连接。
继续参考图1中，假定配电变压器T1、T2、T3的容量大小均为P0/Q0/S0，各配电变压器T1、T2、T3后端负载的功率分别为P1/Q1/S1、P2/Q2/S2、P3/Q3/S3，P0-P3表示有功容量，Q0-Q3表示无功容量，S0-S3表示视在容量。APCS上面所流过的功率为ΔP/QA/QB。
如果没有加装APCS，则每个配电单元所能承受的最大***容量即为变压器容量，即S1≤S0，S2≤S0，S3≤S0。若***中某一负荷增大并超出配电变压器的有功容量，假设P1＞P0，P2＜P0，P3≤P0，则APCS将有功功率由B流向A，其大小为ΔP(功率由B流向A为参考方向)，因此Load1和Load2处获得的***容量分别为P1＝P0+ΔP，P2＝P0-ΔP。同理，如果P1＜P0，P2＞P0，P3≤P0，则APCS将有功功率由A流向B。
另外，若T1和T2处有较大无功负载，则APCS在A端口发出无功QA，在B端口发出无功QB，进而补偿配电变压器出的无功负载，即T1处Q0＝Q1-QA，T2处Q0＝Q2-QB；APCS装置的容量仅取决于ΔP，QA，QB的大小，通常远小于变压器的容量。
参考图3，第一双向变换器、第二双向变换器均用图中100所示结构表示，其均包括：N个桥臂、N个第一电容C1、N个第一电感L1、N个第二电感L2、N个电抗Z1、两个母线电容C0，其中N为1-3的整数，本实施例中N为3。
每个桥臂包括上桥臂、下桥臂、第一二极管D1和第二二极管D2，上桥臂和下桥臂均包括：两个串接的功率开关器件和反并联在每个功率开关器件上的续流二极管。功率开关器件可以为三极管，例如图中选用的NPN型的三极管，续流二极管的正极连接三极管的发射极，续流二极管的负极连接三极管的集电极。
两个母线电容C0串接在正直流母线和负直流母线之间，两个母线电容C0的连接节点作为直流母线的中点，如图中N所示；所有的功率开关器件的控制端分别与对应的第一控制器/第二控制器连接，每个上桥臂的两个功率开关器件的连接节点与第一二极管D1的负极连接，每个下桥臂的两个功率开关器件的连接节点与第二二极管D2的正极连接，第一二极管D1的正极和第二二极管D2的负极连接至直流母线的中点；N个第一电容C1的第一端均连接至直流母线的中点，N个第一电容C1的第二端分别与N个第一电感L1的第一端以及N个第二电感L2的第一端连接，N个第一电感L1的第二端分别连接至N个桥臂的上桥臂和下桥臂的连接节点处，N个第二电感L2的第二端分通过N个电抗Z1与配电变压器的输出端连接。
根据上述可知，如果Load1的有功功率大于P0，而Load2的小于P0，则APCS将有功功率由B流向A，具体为：第二双向变换器将T2所在电网支路中的部分交流电转换为直流电存储在直流母线中，然后第一双向变换器再将直流母线中的直流电逆变为交流电输出到T1所在电网支路。
需要明确的是，虽然上面是以三相的双向变换器为例的一个具体实施例，实际上双向变换器可以是三相的，也可以是单相的，可以是三电平变换器，也可以是两电平变换器，变换器的物理开关是任何功率变换器件，两个双向变换器可以是独立的变换器模块，也可以是集成在一起的整机电路。另外，方案中的控制策略，无论是采用数字控制，还是采用模拟电路控制，均为本发明的变形，都在本发明的保护范围之内。
上面提到，第一双向变换器用于稳定直流母线的电压以及对相应的配电变压器进行无功补偿，第二双向变换器用于控制有功电流的大小和方向以及对相应的配电变压器进行无功补偿。实际上，对于有功容量的均衡部分的控制，也可以对换两个变换器的功能，即第一双向变换器用于控制有功电流的大小和方向，第二双向变换器用于稳定直流母线的电压。下面以第一双向变换器用于稳定直流母线的电压、第二双向变换器用于控制有功电流的大小和方向为例，说明其所对应的两个控制器的结构和工作原理。
参考图4，所述第一控制器包括：
电压控制环，用于根据给定的母线电压参考值Ubus和采样的直流母线的电压Ubus_Fb计算得到有功电流的参考值Id_ref；
第一坐标变换器，用于将采样的第一双向变换器的输出电流Iabc_Fb经三相到两相变换后，再由两相变换到dq坐标系下得到d轴电流id和q轴电流iq；
电流控制环，用于根据有功电流的参考值Id_ref、无功电流的参考值Iq_ref、d轴电流id和q轴电流iq计算得到d轴、q轴、0轴的输出指令；
第二坐标变换器，用于将d轴、q轴、0轴的输出指令经坐标转换后得到SPWM控制指令uact；
SPWM驱动器，用于根据SPWM控制指令uact进行空间矢量调制获得驱动第一双向变换器的PWM驱动信号；
其中，无功电流的参考值Iq_ref根据检测到的相应的配电变压器所带的负载的无功功率Q1和所在的电网支路电压V1计算得到，Iq_ref＝Q1/V1。
参考图5，所述第二控制器包括：
第一坐标变换器，用于将采样的第二双向变换器的输出电流Iabc_Fb经三相到两相变换后，再由两相变换到dq坐标系下得到d轴电流id和q轴电流iq；
电流控制环，用于根据有功电流的参考值Id_ref、无功电流的参考值Iq_ref、d轴电流id和q轴电流iq计算得到d轴、q轴、0轴的输出指令；
第二坐标变换器，用于将d轴、q轴、0轴的输出指令经坐标转换后得到SPWM控制指令uact；
SPWM驱动器，用于根据SPWM控制指令uact进行空间矢量调制获得驱动第一双向变换器的PWM驱动信号；
其中，有功电流的参考值Id_ref是根据配电变压器的有功容量P0以及两个负载有功功率P1、P2计算得到的ΔP以及电网支路电压V1计算得到：
无功电流的参考值Iq_ref根据检测到的相应的配电变压器所带的负载的无功功率Q2和所在的电网支路电压V2计算得到，Iq_ref＝Q2/V2。
参考图6，相应的，本发明还公开了一种基于所述装置的配电***有源容量均衡方法，所述方法包括以下步骤：
S0、电压采样单元实时采样直流母线的电压，第一电流采样单元实时采样第一双向变换器的输出电流，第二电流采样单元实时采样第二双向变换器的输出电流，检测两个配电变压器所带的负载的有功功率和无功功率；
S1、第一控制器基于直流母线的电压、第一双向变换器的输出电流、相应的配电变压器所带的负载的无功功率驱动第一双向变换器工作；第二控制器基于两个配电变压器所带的负载的有功功率、第二双向变换器的输出电流、相应的配电变压器所带的负载的无功功率驱动第二双向变换器工作；
S2、第一双向变换器在第一控制器的驱动下稳定直流母线的电压以及对相应的配电变压器进行无功补偿；第二双向变换器在第二控制器的驱动下控制有功电流的大小和方向以及对相应的配电变压器进行无功补偿。
参考图7，其中，步骤S1中所述的驱动第一双向变换器工作包括：
S11a、根据给定的母线电压参考值Ubus和采样的直流母线的电压Ubus_Fb计算得到有功电流的参考值Id_ref；同时，将采样的第一双向变换器的输出电流Iabc_Fb经三相到两相变换后，再由两相变换到dq坐标系下得到d轴电流id和q轴电流iq；
S12a、根据有功电流的参考值Id_ref、无功电流的参考值Iq_ref、d轴电流id和q轴电流iq计算得到d轴、q轴、0轴的输出指令，其中：
无功电流的参考值Iq_ref根据检测到的相应的配电变压器所带的负载的无功功率Q1和所在的电网支路电压V1计算得到，Iq_ref＝Q1/V1；
S13a、将d轴、q轴、0轴的输出指令经坐标转换后得到SPWM控制指令uact；
S14a、根据SPWM控制指令uact进行空间矢量调制获得驱动第一双向变换器的PWM驱动信号。
参考图8，其中，步骤S1中所述的驱动第二双向变换器工作包括：
S11b、将采样的第二双向变换器的输出电流Iabc_Fb经三相到两相变换后，再由两相变换到dq坐标系下得到d轴电流id和q轴电流iq；
S12b、根据有功电流的参考值Id_ref、无功电流的参考值Iq_ref、d轴电流id和q轴电流iq计算得到d轴、q轴、0轴的输出指令，其中：
有功电流的参考值Id_ref是根据配电变压器的有功容量P0以及两个负载有功功率P1、P2计算得到的ΔP以及电网支路电压V1计算得到，
无功电流的参考值Iq_ref根据检测到的相应的配电变压器所带的负载的无功功率Q2和所在的电网支路电压V2计算得到，Iq_ref＝Q2/V2；
S13b、将d轴、q轴、0轴的输出指令经坐标转换后得到SPWM控制指令uact；
S14b、根据SPWM控制指令uact进行空间矢量调制获得驱动第一双向变换器的PWM驱动信号。
综上所述，实施本发明的配电***有源容量均衡装置及其均衡方法，具有以下有益效果：本发明的装置可以应用于两个配电变压器之间，实现局部配电容量扩容及本地无功补偿，而无需加大相应变压器及线路的配电容量，成本低，容量配置灵活。
上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。

Claims (8)

1.一种配电***有源容量均衡装置，所述配电***包括与高压母线连接的至少一个电网支路，每个电网支路上设置有一个配电变压器，配电变压器的输入端与高压母线连接且输出端与负载连接，其特征在于，所述装置连接在两个配电变压器的输出端之间，所述装置包括：
第一双向变换器，连接装置内的直流母线和其中一个配电变压器，用于稳定直流母线的电压以及对相应的配电变压器进行无功补偿；
第二双向变换器，连接所述直流母线和另一个配电变压器，用于控制有功电流的大小和方向以及对相应的配电变压器进行无功补偿；
电压采样单元，采样所述直流母线的电压；
第一电流采样单元，与第一双向变换器的与配电变压器连接的一端连接，采样第一双向变换器的输出电流；
第二电流采样单元，与第二双向变换器的与配电变压器连接的一端连接，采样第二双向变换器的输出电流；
第一控制器，分别连接电压采样单元、第一电流采样单元以及第一双向变换器，用于基于直流母线的电压、第一双向变换器的输出电流、相应的配电变压器所带的负载的无功功率驱动第一双向变换器工作；
第二控制器，分别连接第二电流采样单元以及第二双向变换器，用于基于两个配电变压器所带的负载的有功功率、第二双向变换器的输出电流、相应的配电变压器所带的负载的无功功率驱动第二双向变换器工作。
2.根据权利要求1所述的配电***有源容量均衡装置，其特征在于，所述第一控制器包括：
电压控制环，用于根据给定的母线电压参考值Ubus和采样的直流母线的电压Ubus_Fb计算得到有功电流的参考值Id_ref；
第一坐标变换器，用于将采样的第一双向变换器的输出电流Iabc_Fb经三相到两相变换后，再由两相变换到dq坐标系下得到d轴电流id和q轴电流iq；
电流控制环，用于根据有功电流的参考值Id_ref、无功电流的参考值Iq_ref、d轴电流id和q轴电流iq计算得到d轴、q轴、0轴的输出指令；
第二坐标变换器，用于将d轴、q轴、0轴的输出指令经坐标转换后得到SPWM控制指令uact；
SPWM驱动器，用于根据SPWM控制指令uact进行空间矢量调制获得驱动第一双向变换器的PWM驱动信号；
其中，无功电流的参考值Iq_ref根据检测到的相应的配电变压器所带的负载的无功功率Q1和所在的电网支路电压V1计算得到，Iq_ref＝Q1/V1。
3.根据权利要求1所述的配电***有源容量均衡装置，其特征在于，所述第二控制器包括：
第一坐标变换器，用于将采样的第二双向变换器的输出电流Iabc_Fb经三相到两相变换后，再由两相变换到dq坐标系下得到d轴电流id和q轴电流iq；
电流控制环，用于根据有功电流的参考值Id_ref、无功电流的参考值Iq_ref、d轴电流id和q轴电流iq计算得到d轴、q轴、0轴的输出指令；
第二坐标变换器，用于将d轴、q轴、0轴的输出指令经坐标转换后得到SPWM控制指令uact；
SPWM驱动器，用于根据SPWM控制指令uact进行空间矢量调制获得驱动第一双向变换器的PWM驱动信号；
其中，有功电流的参考值Id_ref是根据配电变压器的有功容量P0以及两个负载有功功率P1、P2计算得到的ΔP以及电网支路电压V1计算得到：
无功电流的参考值Iq_ref根据检测到的相应的配电变压器所带的负载的无功功率Q2和所在的电网支路电压V2计算得到，Iq_ref＝Q2/V2。
4.根据权利要求1所述的配电***有源容量均衡装置，其特征在于，所述第一双向变换器和第二双向变换器均包括：N个桥臂、N个第一电容、N个第一电感、N个第二电感、N个电抗、两个母线电容，其中N为1-3的整数；每个桥臂包括上桥臂、下桥臂、第一二极管和第二二极管，上桥臂和下桥臂均包括：两个串接的功率开关器件和反并联在每个功率开关器件上的续流二极管；
两个母线电容串接在正直流母线和负直流母线之间，两个母线电容的连接节点作为直流母线的中点；所有的功率开关器件的控制端分别与对应的第一控制器/第二控制器连接，每个上桥臂的两个功率开关器件的连接节点与第一二极管的负极连接，每个下桥臂的两个功率开关器件的连接节点与第二二极管的正极连接，第一二极管的正极和第二二极管的负极连接至直流母线的中点；N个第一电容的第一端均连接至直流母线的中点，N个第一电容的第二端分别与N个第一电感的第一端以及N个第二电感的第一端连接，N个第一电感的第二端分别连接至N个桥臂的上桥臂和下桥臂的连接节点处，N个第二电感的第二端分通过N个电抗与配电变压器的输出端连接。
5.根据权利要求1所述的配电***有源容量均衡装置，其特征在于，所述第一双向变换器和/或第二双向变换器通过一个隔离变压器与相应的配电变压器连接。
6.一种基于权利要求1所述装置的配电***有源容量均衡方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
S0、实时采样直流母线的电压、第一双向变换器的输出电流、第二双向变换器的输出电流、两个配电变压器所带的负载的有功功率和无功功率；
S1、第一控制器基于直流母线的电压、第一双向变换器的输出电流、相应的配电变压器所带的负载的无功功率驱动第一双向变换器工作；第二控制器基于两个配电变压器所带的负载的有功功率、第二双向变换器的输出电流、相应的配电变压器所带的负载的无功功率驱动第二双向变换器工作；
S2、第一双向变换器在第一控制器的驱动下稳定直流母线的电压以及对相应的配电变压器进行无功补偿；第二双向变换器在第二控制器的驱动下控制有功电流的大小和方向以及对相应的配电变压器进行无功补偿。
7.根据权利要求6所述的配电***有源容量均衡方法，其特征在于，步骤S1中所述的驱动第一双向变换器工作包括：
S11a、根据给定的母线电压参考值Ubus和采样的直流母线的电压Ubus_Fb计算得到有功电流的参考值Id_ref；同时，将采样的第一双向变换器的输出电流Iabc_Fb经三相到两相变换后，再由两相变换到dq坐标系下得到d轴电流id和q轴电流iq；
S12a、根据有功电流的参考值Id_ref、无功电流的参考值Iq_ref、d轴电流id和q轴电流iq计算得到d轴、q轴、0轴的输出指令，其中：
无功电流的参考值Iq_ref根据检测到的相应的配电变压器所带的负载的无功功率Q1和所在的电网支路电压V1计算得到，Iq_ref＝Q1/V1；
S13a、将d轴、q轴、0轴的输出指令经坐标转换后得到SPWM控制指令uact；
S14a、根据SPWM控制指令uact进行空间矢量调制获得驱动第一双向变换器的PWM驱动信号。
8.根据权利要求6所述的配电***有源容量均衡方法，其特征在于，步骤S1中所述的驱动第二双向变换器工作包括：
S11b、将采样的第二双向变换器的输出电流Iabc_Fb经三相到两相变换后，再由两相变换到dq坐标系下得到d轴电流id和q轴电流iq；
S12b、根据有功电流的参考值Id_ref、无功电流的参考值Iq_ref、d轴电流id和q轴电流iq计算得到d轴、q轴、0轴的输出指令，其中：
有功电流的参考值Id_ref是根据配电变压器的有功容量P0以及两个负载有功功率P1、P2计算得到的ΔP以及电网支路电压V1计算得到，
无功电流的参考值Iq_ref根据检测到的相应的配电变压器所带的负载的无功功率Q2和所在的电网支路电压V2计算得到，Iq_ref＝Q2/V2；
S13b、将d轴、q轴、0轴的输出指令经坐标转换后得到SPWM控制指令uact；
S14b、根据SPWM控制指令uact进行空间矢量调制获得驱动第一双向变换器的PWM驱动信号。
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