[发明专利]复合电力负载动态谐波滤波器的协调控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及电力复合负载谐波滤波领域，特别是一种复合电力负载动态谐波滤波器的协调控制方法。

背景技术

随着国民经济的快速发展，各行业领域使用的非线性负载及装置的数量越来越大、用途越来越广、同时非线性负载及装置产生的谐波对电网的危害性也在增大。应用于工业与商业以及民用照明领域中的非线性负载及装置是产生谐波的主要来源。动态治理谐波对于改善电能质量和节能会起到事半功倍的效果。因此，对电力系统中谐波电流的产生、传播、控制与治理等研究正在引起学术界、产业界以及政府部门的高度重视。

提供一种兼顾无源电力滤波和有源电力滤波特点的“电力复合负载动态谐波滤波技术及装置”是本申请者长期以来追寻的目标。

在研究中发现，工业现场复合电力负载产生的谐波具有不同的特性，复合电力负载动态谐波滤波器的动态调谐旨在以下两方面的应用：当复合电力负载产生的谐波发生变化时，能进行自动调节电容器容量，保持滤波效果不变；当电容器组容抗发生变化时，能够自动调节可变电抗器的电感量，维持谐振点不变。实现可变电抗器感抗的连续调节以及动态谐波滤波的协调控制策略是本发明要解决的关键问题，而协调控制策略执行的前提是电力复合负载动态谐波器结构创新。为此，本发明以无源动态谐波滤波器为基础，根据复合电力负载产生的谐波特性，研究基于可变电抗器的电力复合负载动态谐波滤波技术。

本发明预期研究成果的目标是提出电力复合负载动态谐波滤波技术，形成具有自主知识产权的电力复合负载动态谐波滤波技术，利用此技术研制电力复合负载动态谐波滤波器替代进口谐波滤波装置，为电力复合负载动态谐波滤波技术及装置的产业化奠定理论技术基础。

中国专利文献“一种可变电抗器（200610019026.6）”主要涉及一种阻抗值可以无级改变的电抗器，主要有一次绕组和二次绕组构成，通过对二次绕组侧施加控制，就可以无极地调节一次绕组上的阻抗值，为实现智能化控制创造了条件；但是在谐波滤波方面，单一调节可变电抗器是不能实现动态滤波的，要通过电感与电容的协调控制实现滤波功能。中国专利文献“动态调谐滤波器（200910063641.0）”主要涉及一种动态滤波装置，该装置的应用可以动态调节可变电抗器的电感量，滤除单一频次的电网谐波；但是在传统谐波滤波器的使用中，电容器容量会发生变化，容抗也相应改变，而该装置无法实现动态调节电容器组吸收电网谐波并自动调谐功能。因此，针对该问题，申请者提出了一种复合电力负载动态谐波滤波器的协调控制方法，针对电容器容抗改变和电网谐波量的变化情况，能够通过智能控制器首先投切合适的电容器组吸收电网的谐波，并进一步调节可变电抗器进行动态调谐。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：针对复合电力负载产生的谐波量的变化以及电容器组容抗的改变情况，研究寻求最优的动态谐波滤波智能控制方法，在谐波频率下，搜索跟踪谐波源，控制滤波系统中的电容器容量和可变电抗器的电感量，首先投切电容器组，再进行调谐。

本发明解决其技术问题采用以下的技术方案：

本发明提供的复合电力负载动态谐波滤波器的协调控制方法，其依据复合电力负载产生的谐波特性，采用可变电抗器的复合电力负载动态谐波滤波技术，实现对复合电力负载动态谐波滤波器的协调控制，具体是：在电网实际运行中，当复合电力负载产生的谐波量发生变化时，智能控制器动态调节可调节电容器组的容量，吸收电网谐波，使得复合电力负载动态谐波滤波器时刻都能保持谐振而达到良好的滤波效果；当可调节电容器组的容抗发生变化时，智能控制器使可变电抗器在功率变换电路的作用下动态调节电感量，实现复合电力负载动态谐波滤波器的动态调谐。

本发明提供的上述复合电力负载动态谐波滤波器的协调控制方法，其可以采用以下步骤的方法：

1）接通电源，智能电能检测模块以及智能控制器接入电源后得电，智能控制器开始工作；

2）通过智能控制器将接触器KM1闭合，此时电网的复合电力负载投入运行；可变电抗器的一次侧绕组与可调节电容器组串联后接入进线端，由可调节电容器组与可变电抗器组成的谐波滤波系统投入运行；

3）从复合电力负载启动运行开始，智能控制器通过分析电路产生的谐波信号，控制接触器KM11～KM1n的闭或开，从而将最佳电容接入电网；同时输出另外的脉冲信号，控制功率变换电路的晶闸管的通断角，调节可变电抗器的一次侧绕组的最佳电感值，在谐波频率f下，构成一低阻抗回路以吸收谐波；