一种无功及谐波补偿方法及系统技术方案

本发明专利技术的一种无功及谐波补偿方法及系统，当补偿装置容量小于系统要求补偿的容量时：基于无功电流和谐波电流的补偿电流需求量确定优先补偿电流为无功电流或谐波电流；当优先补偿电流为无功电流时，执行无功电流优先补偿策略；当优先补偿电流为谐波电流时，执行谐波电流优先补偿策略；其中，所述无功电流优先补偿策略和谐波电流优先补偿策略包括：基于所述无功电流和谐波电流的三相电流峰值和补偿装置的电流限幅值确定最终补偿电流，提供了有限补偿无功电流和有限补偿谐波电流两种方法，实现了无功及谐波补偿的合理分配，不会产生额外的无功及谐波电流。

【技术实现步骤摘要】
一种无功及谐波补偿方法及系统
本专利技术涉及配电网电能质量控制领域，具体涉及一种无功及谐波补偿方法及系统。
技术介绍
随着现代工业的发展，电网中非线性负荷(例如晶闸管整流设备、电弧炉、家用电器等)大量增加，使得电网中的无功及谐波问题日益严重。无功及谐波会增加输、供和用电设备及输电线路的额外附加损耗，降低设备的利用率和经济效益，缩短设备的使用寿命。为了改善电能质量、提高功率因数和用电效率、节能降损，谐波及无功补偿装置(如静止无功补偿器(SVC)、静止无功发生器(STATCOM或SVG)、有源电力滤波器(APF))得到广泛应用。高性能的APF及STATCOM装置一般都具有同时补偿无功及谐波的能力，但当装置容量小于系统要求补偿的无功及谐波容量时，由于装置容量限幅，会导致装置不仅不能完全补偿系统要求的无功和谐波，而且还会产生额外的无功及谐波。
技术实现思路
为了解决现有技术中所存在的问题，本专利技术提供一种无功及谐波补偿方法及系统。本专利技术提供的技术方案是：一种无功及谐波补偿方法，所述方法包括：当补偿装置容量小于系统要求补偿的容量时：基于无功电流和谐波电流的补偿电流需求量确定优先补偿电流为无功电流或谐波电流；当优先补偿电流为无功电流时，执行无功电流优先补偿策略；当优先补偿电流为谐波电流时，执行谐波电流优先补偿策略；其中，所述无功电流优先补偿策略和谐波电流优先补偿策略包括：基于所述无功电流和谐波电流的三相电流峰值和补偿装置的电流限幅值确定最终补偿电流。优选的，所述无功电流优先补偿策略，包括：获取无功电流、谐波电流、纯无功电流和指定谐波电流；对所述无功电流和谐波电流总补偿电流的三相电流峰值进行判断；若所述三相电流峰值均未超出补偿电流限幅值，则所述总补偿电流为最终补偿电流；否则，基于所述纯无功电流和指定谐波电流生成无功及指定谐波电流，通过与所述补偿电流限幅值进行比较，确定最终补偿电流。优选的，所述基于所述纯无功电流和指定谐波电流生成无功及指定谐波电流，通过与所述补偿电流限幅值进行比较，确定最终补偿电流，包括：基于指定谐波电流的重要程度对所有指定谐波电流依次进行排序；基于排序后的所述指定谐波电流依次生成对应的无功及指定谐波电流；从第一个所述无功及指定谐波电流的三相电流峰值与所述电流限幅值进行比较；直到无功及指定谐波电流的三相电流峰值均小于电流限幅值，或者进行到所述指定谐波电流的最后一个，将前一个无功及指定谐波电流作为最终补偿电流。优选的，所述基于排序后的所述指定谐波电流依次生成对应的无功及指定谐波电流，计算式如下：式中，ix1、ix2、…，ixn为无功及指定谐波电流指令；ix0为纯无功电流指令；ixh1、ixh2…ixhn为指定谐波电流，其中n为指定谐波电流的数量。优选的，所述谐波电流优先补偿策略，包括：基于所述无功电流和谐波电流获取无功电流和谐波电流三相电流峰值的最大值；基于所述谐波电流三相电流峰值的最大值和电流限幅值计算补偿余量；基于所述余量通过限幅器进行限幅处理；基于处理后的补偿余量、无功电流三相电流峰值的最大值和谐波电流的三相电流计算最终补偿电流。优选的，所述基于所述谐波电流三相电流峰值的最大值和电流限幅值计算补偿余量，计算式如下：Iq0＝Ilim-Ihmax式中，Iq0为补偿余量；Ilim为电流限幅值；Ihmax为谐波电流峰值的最大值。优选的，所述基于处理后的补偿余量、无功电流三相电流峰值的最大值和谐波电流的三相电流计算最终补偿电流，包括：式中，ix*为最终补偿电流；Iq为处理后的补偿余量；Iqmax无功电流三相电流峰值的最大值；ixh为谐波电流的三相电流；ix0为无功电流的三相电流。一种无功及谐波补偿系统，所述系统包括：确定模块：用于当补偿装置容量小于系统要求补偿的容量时：基于无功电流和谐波电流的补偿电流需求量确定优先补偿电流为无功电流或谐波电流；执行模块：用于当优先补偿电流为无功电流时，执行无功电流优先补偿策略；当优先补偿电流为谐波电流时，执行谐波电流优先补偿策略；其中，所述无功电流优先补偿策略和谐波电流优先补偿策略包括：基于所述无功电流和谐波电流的三相电流峰值和补偿装置的电流限幅值确定最终补偿电流。优选的，所述执行模块，包括：无功电流优先补偿子模块；所述无功电流优先补偿子模块，用于获取无功电流、谐波电流、纯无功电流和指定谐波电流；对所述无功电流和谐波电流总补偿电流的三相电流峰值进行判断；若所述三相电流峰值均未超出补偿电流限幅值，则所述总补偿电流为最终补偿电流；否则，基于所述纯无功电流和指定谐波电流生成无功及指定谐波电流，通过与所述补偿电流限幅值进行比较，确定最终补偿电流。优选的，所述执行模块，还包括：谐波电流优先补偿子模块；所述谐波电流优先补偿子模块，用于基于所述无功电流和谐波电流获取无功电流和谐波电流三相电流峰值的最大值；基于所述谐波电流三相电流峰值的最大值和电流限幅值计算补偿余量；基于所述余量通过限幅器进行限幅处理；基于处理后的补偿余量、无功电流三相电流峰值的最大值和谐波电流的三相电流计算最终补偿电流。与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：本专利技术的一种无功及谐波补偿方法及系统，当补偿装置容量小于系统要求补偿的容量时：基于无功电流和谐波电流的补偿电流需求量确定优先补偿电流为无功电流或谐波电流；当优先补偿电流为无功电流时，执行无功电流优先补偿策略；当优先补偿电流为谐波电流时，执行谐波电流优先补偿策略；其中，所述无功电流优先补偿策略和谐波电流优先补偿策略包括：基于所述无功电流和谐波电流的三相电流峰值和补偿装置的电流限幅值确定最终补偿电流，提供了有限补偿无功电流和有限补偿谐波电流两种方法，实现了无功及谐波补偿的合理分配，不会产生额外的无功及谐波电流。附图说明图1为本专利技术的无功及谐波补偿方法流程图；图2为本专利技术的优先无功补偿的无功及谐波补偿分配流程图；图3为本专利技术的优先无功补偿的无功及谐波补偿分配的输出选择环节流程图；图4为本专利技术的优先无功补偿的无功及谐波补偿分配的限幅判断环节流程图；图5为本专利技术的优先谐波补偿的无功及谐波补偿分配流程图。具体实施方式为了更好地理解本专利技术，下面结合说明书附图和实例对本专利技术的内容做进一步的说明。本专利技术提出一种无功及谐波补偿方法，能够在装置容量小于系统要求的无功及谐波补偿容量时，实现无功及谐波补偿的合理分配。如图1所示，具体步骤如下：步骤一：当补偿装置容量小于系统要求补偿的容量时：基于无功电流和谐波电流的补偿电流需求量确定优先补偿电流为无功电流或谐波电流；步骤二：当优先补偿电流为无功电流时，执行无功电流优先补偿策略；当优先补偿电流为谐波电流时，执行谐波电流优先补偿策略；其中，所述无功电流优先补偿策略和谐波电流优先补偿策略包括：基于所述无功电流和谐波电流的三相电流峰值和补偿装置的电流限幅值确定最终补偿电流。实施例1：步骤一：当补偿装置容量小于系统要求补偿的容量时：基于无功电流和谐波电流的补偿电流需求量确定优先补偿电流为无功电流或谐波电流；是以无功优先为补偿原则，即补偿装置优先补偿系统要求的无功电流，在不超出装置容量的前提下再补偿系统要求的谐波电流。所述补偿方法包括无功电流及谐波电流指令环节、指令电流限幅判断环节和指令电流输出选择环节。是以谐波优先为补偿原则，即补偿装置优先补偿系统要求本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种无功及谐波补偿方法，其特征在于，所述方法包括：当补偿装置容量小于系统要求补偿的容量时：基于无功电流和谐波电流的补偿电流需求量确定优先补偿电流为无功电流或谐波电流；当优先补偿电流为无功电流时，执行无功电流优先补偿策略；当优先补偿电流为谐波电流时，执行谐波电流优先补偿策略；其中，所述无功电流优先补偿策略和谐波电流优先补偿策略包括：基于所述无功电流和谐波电流的三相电流峰值和补偿装置的电流限幅值确定最终补偿电流。

【技术特征摘要】
1.一种无功及谐波补偿方法，其特征在于，所述方法包括：当补偿装置容量小于系统要求补偿的容量时：基于无功电流和谐波电流的补偿电流需求量确定优先补偿电流为无功电流或谐波电流；当优先补偿电流为无功电流时，执行无功电流优先补偿策略；当优先补偿电流为谐波电流时，执行谐波电流优先补偿策略；其中，所述无功电流优先补偿策略和谐波电流优先补偿策略包括：基于所述无功电流和谐波电流的三相电流峰值和补偿装置的电流限幅值确定最终补偿电流。2.如权利要求1所述的无功及谐波补偿方法，其特征在于，所述无功电流优先补偿策略，包括：获取无功电流、谐波电流、纯无功电流和指定谐波电流；对所述无功电流和谐波电流总补偿电流的三相电流峰值进行判断；若所述三相电流峰值均未超出补偿电流限幅值，则所述总补偿电流为最终补偿电流；否则，基于所述纯无功电流和指定谐波电流生成无功及指定谐波电流，通过与所述补偿电流限幅值进行比较，确定最终补偿电流。3.如权利要求2所述的无功及谐波补偿方法，其特征在于，所述基于所述纯无功电流和指定谐波电流生成无功及指定谐波电流，通过与所述补偿电流限幅值进行比较，确定最终补偿电流，包括：基于指定谐波电流的重要程度对所有指定谐波电流依次进行排序；基于排序后的所述指定谐波电流依次生成对应的无功及指定谐波电流；从第一个所述无功及指定谐波电流的三相电流峰值与所述电流限幅值进行比较；直到无功及指定谐波电流的三相电流峰值均小于电流限幅值，或者进行到所述指定谐波电流的最后一个，将前一个无功及指定谐波电流作为最终补偿电流。4.如权利要求3所述的无功及谐波补偿方法，其特征在于，所述基于排序后的所述指定谐波电流依次生成对应的无功及指定谐波电流，计算式如下：式中，ix1、ix2、…，ixn为无功及指定谐波电流指令；ix0为纯无功电流指令；ixh1、ixh2…ixhn为指定谐波电流，其中n为指定谐波电流的数量。5.如权利要求1所述的无功及谐波补偿方法，其特征在于，所述谐波电流优先补偿策略，包括：基于所述无功电流和谐波电流三相电流峰值的最大值和电流限幅值计算补偿余量；基于所述余量通过限幅器进行限幅处理；基于处理后的补偿余量、无功电流三相电流峰值的最大值和谐波电流...

【专利技术属性】
技术研发人员：王轩，付永生，王广柱，王海龙，詹雄，李兰芳，贺春，刘红恩，
申请(专利权)人：中电普瑞科技有限公司，南瑞集团有限公司，山东大学，
类型：发明
国别省市：北京,11