[发明专利]一种谐波抑制节能与三相不平衡治理节能协调控制方法

说明书

本发明公开了一种谐波抑制节能与三相不平衡治理节能协调控制方法，包括以下步骤：在每个电能质量治理周期内首先根据配用电系统中的电气参数判断是否出现电压总谐波畸变率较大或存在公用零线电流的情况，然后计算谐波补偿次数和各相电流不平衡度补偿所需的基础值，再以综合节能量最大为目标，综合评估谐波抑制节能功率、三相不平衡治理节能功率和电能回馈功率，求解最优的谐波补偿方法和电流不平衡度补偿值，并生成相应的控制信号，供设备串联和并联的电力电子变换器进行相应的补偿。本发明综合考虑了谐波抑制节能和三相不平衡治理节能两种方式对节能量的影响，可有效降低配用电系统的电能损耗，且利于工程实现。

技术领域

本发明涉及节能控制技术领域，尤其是一种谐波抑制节能与三相不平衡治理节能协调控制方法。

背景技术

节能控制技术是一种通过控制节能设备对企业用电过程中出现的改善企业用电过程中出现的电能质量问题从而节约企业用电成本的控制方法。通过检测负荷侧的电压和电流数据识别出电能质量问题，并针对不同的电能质量问题做出相应的补偿，减少了因电能质量问题而出现的额外损耗，从而实现节能的目的。该节能控制方法不仅可以为企业提供更优质的电能质量并且减少额外的生产用电成本，而且对于缓解区域内能源供需矛盾的问题起着重要作用，因此，研究企业配用电系统节能控制技术具有重要意义。电能回馈指的是节能设备的串联电力电子变换器与并联电力电子变换器形成电能回馈回路，当进行谐波补偿时串联侧吸收能量，经电能回馈回路回馈到并联侧，实现了电能回馈，减少了治理电能质量时所需耗能。

然而在实际解决电能质量问题时，若同时出现多种电能质量问题，如何确定补偿的容量并进行相应的控制，进而实现总体节能是一个亟待解决的问题。在这个问题的基础上，同时考虑节能设备在补偿的过程中的回馈的电能，能够更准确地评估总体节能水平，所以研究结合电能回馈原理的谐波抑制节能与三相不平衡治理节能的协调控制方法具有重要意义。

经对现有技术的文献检索发现，配电网电能损耗的原因与主要降损措施（曾重谦,廖民传,张勇军.配电网电能损耗的原因与主要降损措施[J].供用电,2009,26(02):28-31.）介绍了配电网因谐波以及三相不平衡而产生的额外损耗，并提出了相应的改进措施，但是在计算损耗时只考虑了简化的线路损耗和变压器损耗，实际应用时误差较大，降损节能效果较差；谐波附加损耗及其降损节能分析（汪彦良,岳智顺,王金全,张琦.谐波附加损耗及其降损节能分析[J].电气技术,2009(02):15-19.）分析了各类设备的谐波附加损耗，整合了相应的附加倍数，并提出了通过设置合理的设备参数进行节能的措施，但是针对配电网应用场景，未考虑线路谐波附加损耗，而调节设备参数实现节能的措施在一些应用场景较难实现，工程实用性较低。现有研究大多数未考虑节能过程中可能存在的电能回馈情况，且对多种电能质量问题较少结合在同一场景下进行讨论，关于结合电能回馈原理的多种电能质量问题治理节能协调控制方法的研究存在空缺。

因此，现有技术还有待于改进和发展。

发明内容

本发明的目的是提供一种谐波抑制节能与三相不平衡治理节能协调控制方法，在同时出现谐波和三相不平衡的情况下同时考虑电能质量治理节能收益和电能回馈节能收益，通过最优节能算法对电能质量问题的补偿量进行最优化选择，实现了最优节能协调控制。

为实现上述的目的，本发明的技术方案为：一种谐波抑制节能与三相不平衡治理节能协调控制方法，其中，适用于含有串联电力电子变换器及并联电力电子变换器的节能设备，包括以下步骤：

S1：以T为电能质量治理周期采集输入端变压器低压侧电压数据、负荷侧电压数据，同时采集三相负荷电流和公用零线电流数据；当电能质量治理周期内采集的负荷侧电压总谐波畸变率超过一定值 δ且公用零线存在零序电流，或者仅出现其中一种电能质量问题的情况下，系统发出调节命令，进入S2；否则系统发出待定命令，待下一个电能质量治理周期重新进入S1；