无源谐波抑制的方法及系统技术方案

本发明专利技术适用于电力系统领域，提供了一种无源谐波抑制的方法及系统，所述无源谐波抑制系统包括两端分别连接电网和负载的总线路、多条滤波支路和控制模块；所述总线路负载端或电网端设置总电流检测器，用于检测总线路的电流信息并反馈至控制模块，所述总线路电网端设有总线路电感；所述各滤波支路分别设置支路电流检测器，用于检测各支路的电流信息并反馈至控制模块；其特征在于，所述方法包括如下步骤：S20：控制模块根据总电流检测器和支路电流检测器反馈的电流信息分析总线路和各滤波支路的电流成分；S30：根据所述分析的总线路和各滤波支路的电流成分，控制各滤波支路的开关。本发明专利技术提出的方法及系统可使谐振风险得到有效控制。

【技术实现步骤摘要】
无源谐波抑制的方法及系统
本专利技术属于电力系统领域，尤其涉及一种无源谐波抑制的方法及系统。
技术介绍
目前，随着整流设备、电弧设备、照明设备和家用电子设备等非线性负载的广泛应用，电力系统中的谐波问题日益加剧。这些设备构成谐波电流源，向电网注入大量谐波电流，引起电网的电能质量下降，影响其他用户的正常运行，严重时，甚至会危害电网运行的安全性。为了防止这些危害，就需要对电力系统中的谐波进行抑制，以达到改善电网电能质量的目的。电网谐波抑制方法大体上可以分为有源滤波方法和无源滤波方法，结合成本等因素考虑，无源滤波方法应用得更为广泛。目前的无源滤波方法中的自动投切控制方法，都是基于无功容量或者总电流大小来进行的，如中国专利申请号为201110417467.2中的专利文献中就揭示了一种无源滤波器无功补偿容量分配及支路投切方法。但这样的控制方法并不精确，是基于无功补偿的策略进行的，对于一些高功率因数、高谐波含量的情况而言，并不能有效准确地补偿谐波。
技术实现思路
本专利技术实施例的目的在于提供一种通过无源谐波抑制的方法及系统，旨在解决现有的无源谐波抑制系统无法准确抑制谐波的问题。本专利技术实施例是这样实现的，一种无源谐波抑制系统的控制方法，所述无源谐波抑制系统包括两端分别连接电网和负载的总线路、多条滤波支路和控制模块；所述总线路负载端或电网端设置总电流检测器，用于检测总线路的电流信息并反馈至控制模块，所述总线路电网端设有总线路电感；所述各滤波支路分别设置支路电流检测器，用于检测各支路的电流信息并反馈至控制模块；所述方法包括如下步骤：S20：控制模块根据总电流检测器和支路电流检测器反馈的电流信息分析总线路和各滤波支路的电流成分；S30：根据所述分析的总线路和各滤波支路的电流成分，控制各滤波支路的开关。进一步地，所述步骤S20包括：计算总线路的电流谐波的次数和幅值、电网电流谐波的次数和幅值、各滤波支路的电流谐波的次数和幅值；计算电网电流的实时谐波含量THDnow。进一步地，所述步骤S30包括：根据所述分析的各滤波支路的电流成分，判断电网是否产生谐振；当电网产生谐振，且谐振电流ILCkxzcal大于该类滤波支路的电流保护设定值ILCkmax时，控制该类滤波支路进入故障状态直至等待一预设时间后或故障解除。进一步地，所述根据分析的总线路和各滤波支路的电流成分，控制各滤波支路的开关还包括：判断各滤波支路的电流ILCK是否大于或等于各滤波支路的电流保护设定值ILCkmax；当某类滤波支路的电流ILCK大于或等于该滤波支路的电流保护设定值ILCkmax，且该类滤波支路没有完全投入时，增大该类滤波支路的投入；当某类滤波支路的电流ILCK大于或等于该滤波支路的电流保护设定值ILCkmax，且该类滤波支路已完全投入时，进入故障状态直至等待一预设时间后或故障解除。进一步地，所述根据分析的总线路和各滤波支路的电流成分，控制各滤波支路的开关还包括：当THDnow大于或等于预设的最大值THDmax，且该类滤波支路没有完全投入时，投入新的滤波支路；当THDnow小于或等于预设的最小值THDmin，且该类支路没有完全切除、未出现连续预设次数的切出即合时，逐步切出该类支路；当THDnow小于或等于预设的最小值THDmin，且出现连续预设次数的切出即合时，调低最小值THDmin。本专利技术还提出一种无源谐波抑制的系统，所述系统包括总线路、多条滤波支路、总线路电感、总电流检测器、支路电流检测器和控制模块；其中，所述总线路两端分别连接电网和负载；所述滤波支路分别连接在总线路上；总线路电感设置在电网端；所述总电路检测器设置在电网端或负载端，用于检测总线路的电流信息并反馈至控制模块；所述各滤波支路分别设有支路电流检测器，用于检测各滤波支路的电流信息并反馈至控制模块；所述控制模块，用于根据总电流检测器和支路电流检测器反馈的电流信息分析总线路和各滤波支路的电流成分；并根据所述分析的总线路和各滤波支路的电流成分，控制各滤波支路的开关。进一步地，，所述控制模块包括：计算单元，用于计算总线路的电流谐波的次数和幅值、电网电流谐波的次数和幅值、各滤波支路的电流谐波的次数和幅值；以及计算电网电流的实时谐波含量THDnow。进一步地，，所述控制模块包括：谐振控制单元，用于根据所述分析的各滤波支路的电流成分，判断电网是否产生谐振；以及当电网产生谐振，且谐振电流ILCkxzcal大于该类滤波支路的电流保护设定值ILCkmax时，控制该类滤波支路进入故障状态直至等待一预设时间后或故障解除。进一步地，，所述控制模块还包括：支路超限控制单元，用于判断各滤波支路的电流ILCK是否大于或等于各滤波支路的电流保护设定值ILCkmax；以及当某类滤波支路的电流ILCK大于或等于该滤波支路的电流保护设定值ILCkmax，且该类滤波支路没有完全投入时，增大该类滤波支路的投入。进一步地，，所述控制模块还包括：谐波含量控制单元，用于当THDnow大于或等于预设的最大值THDmax，且该类滤波支路没有完全投入时，投入新的滤波支路；以及当THDnow小于或等于预设的最小值THDmin，且该类支路没有完全切除、未出现连续预设次数的切出即合时，逐步切出该类支路；当THDnow小于或等于预设的最小值THDmin，且出现连续预设次数的切出即合时，调低最小值THDmin。本专利技术实施例提供了新的无源谐波抑制的方法，控制模块通过分析总线路和滤波支路的电流成分，并根据分析结果对滤波支路实现智能投切，可使谐振风险得到有效控制。附图说明图1是本专利技术实施例一提供的无源谐波抑制的方法应用的系统结构图；图2是本专利技术实施例一提供的无源谐波抑制的方法的流程图；图3是本专利技术实施例一提供的无源谐波抑制的方法的另一流程图；图4是本专利技术实施例二提供的无源谐波抑制的系统的结构图；图5是本专利技术实施例二提供的无源谐波抑制的系统中控制模块的结构图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。实施例一本专利技术实施例一提出一种无源谐波抑制的方法，应用于智能型无源谐波抑制系统，如图1所示，该无源谐波抑制系统包括总线路、控制模块和多条滤波支路，其中，每一滤波支路包括串联的支路电感Ln、支路电容Cn和投切开关，总线路包括主线路电感Lm，主线路电感Lm一端联接各滤波支路的连结点，另一端联接总线路电网端，滤波支路和总线路上分别设置支路检测器和总电流检测器。控制模块与总电流检测器连接，接收反馈的总线路的电流信息；控制模块还与各支路检测器连接，分别接收各支路检测器反馈的各滤波支路的电流信息。控制模块同时与各滤波支路的投切开关连接，根据输出总电路和各滤波支路的电流信息对各个投切开关进行控制。其中，主线路电感Lm起到增强系统线路阻抗的作用。支路电感Ln提供谐波低阻抗通路；支路电容Cn提供谐波低阻抗通路；投切开关实现投切功能，并将通断情况反馈给控制模块。总电流检测器是电流检测设备，与各支路检测器一同实现谐振判断功能。控制模块为具有计算功能的控制系统，通常为具有CPU芯片的控制单板，CPU芯片可以为DSP、ARM、MCU、FPGA等。进一步地，本专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种无源谐波抑制系统的控制方法，所述无源谐波抑制系统包括两端分别连接电网和负载的总线路、多条滤波支路和控制模块；所述总线路负载端或电网端设置总电流检测器，用于检测总线路的电流信息并反馈至控制模块，所述总线路电网端设有总线路电感；所述各滤波支路分别设置支路电流检测器，用于检测各支路的电流信息并反馈至控制模块；其特征在于，所述方法包括如下步骤：S20：控制模块根据总电流检测器和支路电流检测器反馈的电流信息分析总线路和各滤波支路的电流成分；S30：根据所述分析的总线路和各滤波支路的电流成分，控制各滤波支路的开关。

【技术特征摘要】
1.一种无源谐波抑制系统的控制方法，所述无源谐波抑制系统包括两端分别连接电网和负载的总线路、多条滤波支路和控制模块；所述总线路负载端或电网端设置总电流检测器，用于检测总线路的电流信息并反馈至控制模块，所述总线路电网端设有总线路电感；所述各滤波支路分别设置支路电流检测器，用于检测各支路的电流信息并反馈至控制模块；其特征在于，所述方法包括如下步骤：S20：控制模块根据总电流检测器和支路电流检测器反馈的电流信息分析总线路和各滤波支路的电流成分；S30：根据所述分析的总线路和各滤波支路的电流成分，控制各滤波支路的开关。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S20包括：计算总线路的电流谐波的次数和幅值、电网电流谐波的次数和幅值、各滤波支路的电流谐波的次数和幅值；计算电网电流的实时谐波含量THDnow。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S30包括：根据所述分析的各滤波支路的电流成分，判断电网是否产生谐振；当电网产生谐振，且谐振电流ILCkxzcal大于该类滤波支路的电流保护设定值ILCkmax时，控制该类滤波支路进入故障状态直至等待一预设时间后或故障解除。4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S30还包括：判断各滤波支路的电流ILCK是否大于或等于各滤波支路的电流保护设定值ILCkmax；当某类滤波支路的电流ILCK大于或等于该滤波支路的电流保护设定值ILCkmax，且该类滤波支路没有完全投入时，增大该类滤波支路的投入；当某类滤波支路的电流ILCK大于或等于该滤波支路的电流保护设定值ILCkmax，且该类滤波支路已完全投入时，进入故障状态直至等待一预设时间后或故障解除。5.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤S30还包括：当THDnow大于或等于预设的最大值THDmax，且该类滤波支路没有完全投入时，投入新的滤波支路；当THDnow小于或等于预设的最小值THDmin，且该类支路没有完全切除、未出现连续预设次数的切出即合时，逐步切出该类支路；当THDnow小于或等于预设的最小值THDmin，且出现连续预设次数的切出即合时，调低最小...

【专利技术属性】
技术研发人员：姜珂，李成全，廖荣辉，
申请(专利权)人：深圳市禾望电气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44