该技术成果由国网德州陵城区供电公司、济南大学电力研究所合作研究。项目的预期目标是：结合低压台区实际情况，采用国内外最新技术和研究成果，研发用于三相负荷不平衡矫正、动态无功功率补偿以及动态电力谐波抑制的新型电力电子设备。该设备能对三相不平衡负荷、快速变化的无功功率、大小和频率都变化的谐波进行实时跟踪补偿，从而实现改善低压台区电能质量、提高供用电设备效率、降低电网损耗的效能。

项目实施以来，先后经过了需求调研、总体设计、硬件设计、控制策略研究、检验测试、挂网运行等阶段。在双方单位的通力配合下，项目组对陵城供电公司辖区电网的低压台区三相不平衡问题现状进行了仔细调研，明确了三相不平衡问题对电网造成的影响，分析了引起三相不平衡问题的主要原因，为项目研究开展指明了方向。

在成果实施阶段，项目组对拟定的开发方案进行了任务分解，按照项目需求对涉及到的关键技术进行了理论分析及论证，对项目提到的技术创新进行了试验验证。在此基础上，项目组完成了整体装置的软硬件设计，并完成了装置控制策略的研究。

项目中期，项目组根据开发方案进行了样机试制，并在实验室环境下对样机进行了测试改进，达到了拟定的设计开发要求。

项目研发期间，项目组在以下关键技术方面获得了突破：

1）采用独有的非线性饱和切换控制方法。该控制方法能够有效处理系统在过电压、过负荷等情况下产生的新的平衡点或极限环等，在负载不平衡度很大且超过补偿装置本身补偿容量时，能够对输出的补偿电流进行饱和限幅，限制在额定容量范围内输出，并稳定于变化后的系统状态，有效保证系统在过电压和过负荷情况下的稳定性。

2）采用双DSP+FPGA控制器的硬件架构。DSP 与FPGA 协同控制能够尽可能快速地完成算法计算，提高了响应速率，达到了快速保护、快速控制的目标，响应时间在80uS 以内。FPGA进行逻辑控制，可以在较短时间内针对不同故障快速做出响应动作，例如系统的各种保护；而DSP专门用于算法控制，不用同时分出时间做保护，提高系统运行效率。

3）基于瞬时功率法的电流检测技术。传统方法采用FFT谐波电流检测，响应周期要一个周波，而基于瞬时功率法的谐波电流检测技术能快速实时的检测出指令电流，提升了装置的补偿精度与响应速度。

经过课题组的努力，该新型三相不平衡补偿装置具备了项目需求拟定的各项功能，产品优势突出，主要包括：

1）响应速度更快。该新型三相不平衡补偿装置响应时间<1ms，传统补偿装置响应时间≥20ms；

2）三相不平衡治理效果显著。该补偿装置可对不平衡的三相无功功率分别进行补偿，并可通过设备中三相共用的直流储能系统对有功功率进行相间调节，从而对三相不平衡负载进行平衡校正。

3）运行范围更宽。该补偿装置能够在额定感性无功到额定容性无功的范围内工作，在系统电压变低时，还能够输出与额定工况相近的无功电流。

4）补偿功能多样化。该补偿装置不仅具有快速抑制三相不平衡、补偿系统无功的作用，还能够根据用户的需要，对负荷进行谐波电流补偿，负序电流补偿，综合补偿等。

5）占地面积小。该补偿装置可以根据实际容量需求灵活采用壁挂式或者抱箍式安装方式，占用空间较小。

在完成先期研发工作的基础上，为了保证挂网运行可靠性、安全性和可实施性，项目组选定了山东东鼎电气有限公司为该新型三相不平衡补偿装置的落地生产单位，制定了企业标准“Q/ EM 10210.1-2016《EM UDC（户外式）三相负荷不平衡自动调节装置》”，并委托第三方权威检测机构“中检集团南方电子产品测试（深圳）股份有限公司”对该“户外式三相不平衡动态补偿装置”进行了产品性能及可靠性检测，检测结论显示各项指标符合企业产品技术规范。该产品通过检测为后续挂网工作顺利进行提供了基础保障。

项目末期，项目组选定了辖区丁庄供电所时楼村典型三相不平衡台区进行了挂网试运行。设备挂网投运以来，很好的解决了低压配网供电线路上的三相电流不平衡问题，提高了变压器出力，降低了变压器及线路损耗，延长了变压器寿命，达到了农网节能降耗的要求，具备广阔的市场推广前景。