[发明专利]配电网末端电能质量治理集群系统及电能质量治理方法

说明书

本发明公开了配电网末端电能质量治理集群系统及电能质量治理方法，采集配电网末端的电压电流信号，根据所述配电网末端的电压电流信号计算得到配电网末端的三相不平衡电流、无功电流和谐波电流；判断电能质量治理系统的工作模式；当判定为自动切换工作模式时，将得到的配电网末端的三相不平衡电流、无功电流和谐波电流之和与电能质量治理系统的总容量电流进行比较，根据比较结果确定电能质量治理系统的补偿算法；根据补偿算法计算电能质量治理系统所需的补偿电流，并将补偿电流平均分配给电能质量治理系统中的功率子模块，功率子模块向配电网输出对应的补偿电流。本发明能实时根据不同工况执行不同补偿算法，能优先补偿对系统危害更大的低次谐波。

技术领域

本发明属于电力电子领域，具体涉及配电网末端电能质量治理集群系统及电能质量治理方法。

背景技术

随着科技的飞速发展，低压配电系统中接入的各类非线性负载数量逐渐增多，使得配电网内电能质量差的问题日益加剧，而作为其主要衡量指标的三相不平衡、无功功率过大和谐波污染问题尤为突出。三相不平衡会导致变压器的损耗增大、用电设备的使用期限缩短以及加剧电能损耗；无功功率过大会导致电流和视在功率增加、设备及线路的损耗增加并严重降低供电质量；谐波会降低发输变电设备的效率、影响各种电气设备的正常工作以及使邻近的通信系统无法正常工作。

为解决上述问题，国内外提出了多种针对性的治理方案，如使用三相不平衡调节装置(SPC)进行三相不平衡的治理；使用静止无功发生器(SVG)实现电网中的无功补偿；以及通过有源滤波器(APF)或是无源滤波器(PPF)滤除谐波，为使得电能质量各项指标同时满足国际电工协会IEC的并网标准，需要多台治理装置组合运行，占用物理空间大且成本高昂。此外，目前的电能质量治理点主要为电网侧的集中治理和大“污染源”(如石油、化工等企业)并网侧的就地治理，并不能有效的解决末端用户的用电质量问题。因此，亟需一套部署在配电网末端可同时解决谐波污染、无功功率过大和三相不平衡等多种电能质量问题的综合治理系统。

目前应用广泛的模块化集群式电能质量治理方案多为集中控制的多机电流均分补偿方法，即将分析出的电能质量问题均分给各子模块进行统一治理，每台功率模块都工作在综合治理模式下，且各子模块参数和控制目标完全相同。这样的补偿方法优点是：整体动态性能较好，不存在某台功率模块长期满负荷运行的情况，维修较为方便；其缺点是：补偿功能单一，无法根据实时工况调整补偿目标，只能实现全频段补偿或针对某次谐波特定补偿；而若集群系统容量不足时，容易遗留大量对电网危害更大的低次谐波。

发明内容

针对现有技术中存在的技术问题，本发明提供了配电网末端电能质量治理集群系统及电能质量治理方法，能实时根据不同工况执行不同补偿算法，且当配电网末端电能质量治理集群系统容量不足时，能优先补偿对系统危害更大的低次谐波。

为了解决上述技术问题，本发明通过以下技术方案予以实现：

电能质量治理方法，包括：

采集配电网末端的电压电流信号，根据所述配电网末端的电压电流信号计算得到配电网末端的三相不平衡电流、无功电流和谐波电流；

判断电能质量治理系统的工作模式，所述工作模式包括人工工作模式和自动切换工作模式；

当判定为自动切换工作模式时，将计算得到的配电网末端的三相不平衡电流、无功电流和谐波电流之和与电能质量治理系统的总容量电流进行比较，根据比较结果确定电能质量治理系统的补偿算法，所述补偿算法包括全频段谐波补偿和低次谐波优先补偿；

根据补偿算法计算电能质量治理系统所需的补偿电流，并将补偿电流平均分配给电能质量治理系统中的功率子模块，功率子模块向配电网输出对应的补偿电流。