一种新型低压混合补偿方法及系统技术方案

本发明专利技术提出一种新型低压混合补偿方法，以其中一台SVG作为主机，其余的SVG和APF作为从机，智能电容器将自己的状态信息发送给主机SVG，主机SVG根据发送过来的状态信息得知各智能电容器的补偿情况，主机SVG对电网采样，主机SVG实施控制，包含的过程如下：1)、若第一台APF容量无法满足谐波电流补偿容量时，第二台APF将会执行剩余谐波电流补偿，以此类推。2)、主机SVG的第一控制单元将采集到的电流波形利用DFT算法计算出电流的有效值，进而推导出无功电流大小；投入过程，需要补偿的无功电流大小记为Q投总，主机SVG分配智能电容器和主从机SVG的补偿容量大小；切除过程，需要切除的无功电流大小记为Q切总，主机SVG分配智能电容器与主从机SVG的补偿容量大小；优点是，达到合理、经济、有效的目的。

A new low voltage hybrid compensation method and system

【技术实现步骤摘要】
一种新型低压混合补偿方法及系统
本专利技术涉及电能质量治理
，具体讲是一种新型低压混合补偿方法及系统。
技术介绍
在21世纪的电气化进程中，各种负载设备层出不穷，对整个配电网电力环境的要求也越来越高，在目前的低压配电网中，功率因数低、谐波电流大、三相不平衡问题成为了电能质量的最大杀手，综合治理无功和谐波无疑是解决电能质量问题的首要任务。针对无功补偿，目前阶梯性补偿以智能电容器为主，其优点在于安装方便、操作简单、补偿技术先进，以共补智能电容器为主，精细化无功补偿以静止无功发生器(StaticVarGenerator，简称SVG)为主，其优点在于感性容性无功双向补偿、补偿容量连续性、补偿精度高。针对谐波滤除，市面上主要采用有源滤波器(ActivePowerFilter，简称APF)，其设计原理为发出反向的电流谐波，补偿电网中发生的谐波，从而在网侧保证谐波含量符合国家标准，其优点在于快速响应，补偿准确有效。鉴于低压电网质量治理所存在的问题及更高的要求，本申请人旨在对低压电网中的无功补偿以及谐波滤除的电力混合补偿方法作进一步研究，即一种新型低压混合补偿方法，以求能够：设计统一的电能质量治理的补偿思路，能根据现场的具体电力参数进行实时的无功补偿以及谐波治理，合理分配智能电容器和SVG的无功补偿容量以及APF的谐波滤除大小，针对谐波电流做出快速的滤除响应，并且根据三相不平衡度及时调节三相电流大小，通过集中解决无功补偿和谐波治理的问题，达到合理、经济、有效的目的。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是，克服现有技术的缺陷，提供一种新型低压混合补偿方法，设计统一的电能质量治理的补偿思路，能根据现场的具体电力参数进行实时的无功补偿以及谐波治理，合理分配智能电容器和SVG的无功补偿容量，针对谐波电流做出快速的滤除响应，根据三相不平衡度及时调节三相电流大小，通过集中解决无功补偿和谐波治理的问题，达到合理、经济、有效的目的。还提供一种新型低压混合补偿系统，在降成本和提供优质电能治理能力两者间取得一定平衡。为解决上述技术问题，本专利技术提出一种新型低压混合补偿方法：对各静止无功发生器和有源滤波器人为设定通讯地址，静止无功发生器和有源滤波器分别简称为SVG和APF，智能电容器为自组网方式组网，以其中一台SVG作为主机，其余的SVG和APF作为从机，智能电容器将自己的状态信息发送给主机SVG，主机SVG根据发送过来的状态信息得知各智能电容器的补偿情况，主机SVG对电网采样，主机SVG实施控制，包含的过程如下：1)、主机SVG的第一控制单元将采集到的电流波形利用DFT算法计算出每一奇次谐波下的电流大小，记3次谐波电流THDI3，5次谐波电流THDI5，7次谐波电流THDI7、11次谐波电流THDI11，13次谐波电流THDI13，15次谐波电流THDI15，以此类推；然后主机SVG将需要补偿的谐波电流大小通过485通讯传输给APF，APF接收到命令后，控制输出对应次数的电流大小，若第一台APF容量无法满足谐波电流补偿容量时，第二台APF将会执行剩余谐波电流补偿，以此类推。2)、主机SVG的第一控制单元将采集到的电流波形利用DFT算法计算出电流的有效值，进而推导出无功电流大小；投入过程，需要补偿的无功电流大小记为Q投总，主机SVG分配智能电容器和主从机SVG的补偿容量大小，智能电容器投入遵循“分级投入”“优先投入大容量，然后投入小容量”的策略，将智能电容器应该补偿的容量大小记为Qc共，此时主从机SVG应该补偿的无功电流大小为Qs＝Q投总-Qc共，然后计算好各部分补偿电流大小后，在0～1s的时间内，将各部分的投切命令发送给智能电容器；智能电容器接收到命令后，会进行遍历查询或者遍历查询并结合反复校验，找到属于自己地址的那条命令，然后根据命令进行相应的动作；切除过程，需要切除的无功电流大小记为Q切总，主机SVG分配智能电容器与主从机SVG的补偿容量大小，智能电容器切除策略遵循与投入时相反的策略，将智能电容器应该切除的容量大小记为Qc共，此时主从机SVG应该补偿的无功电流大小为Qs＝Q切总-Qc共，然后计算好各部分补偿电流大小后，在0～1s的时间内，将各部分的投切命令发送给智能电容器，智能电容器接收到命令后，会进行遍历查询或者遍历查询并结合反复校验，找到属于自己地址的那条命令，然后根据命令进行相应的动作。采用上述结构后，与现有技术相比，本专利技术具有以下优点：DFT算法即离散傅里叶变换(DiscreteFourierTransform,缩写为DFT)，该方法为统一的电能质量治理的补偿思路，能根据现场的具体电力参数进行实时的无功补偿以及谐波治理，合理分配智能电容器和SVG的无功补偿容量，针对谐波电流做出快速的滤除响应，根据三相不平衡度及时调节三相电流大小，通过集中解决无功补偿和谐波治理的问题，达到合理、经济、有效的目的。作为改进，智能电容器自身具有自检测补偿电流功能，通过自检测将本身补偿的电流信息传输给主机SVG，主机SVG通过重新计算智能电容器的补偿电流，分配从机SVG的无功补偿容量，这样，使得补偿精度更高。为解决上述技术问题，本专利技术提出一种新型低压混合补偿系统，包括有源滤波器、静止无功发生器、用于检测电网的第一电流检测单元以及智能电容器，各智能电容器构成智能电容器组，第一电流检测单元仅采用一组，有源滤波器的补偿端、静止无功发生器的补偿端和各智能电容器的补偿端分别与电网电连接；静止无功发生器包括一个主机静止无功发生器和至少一个从机静止无功发生器，主机静止无功发生器的控制单元记为第一控制单元，每个智能电容器的控制单元均记为第二控制单元，从机静止无功发生器的控制单元和有源滤波器的控制单元均记为第三控制单元；第一控制单元的第一采样端与第一电流检测单元电连接，各第二控制单元的通讯端分别与第一控制单元的通讯端电连接，第一控制单元的通讯端与各第三控制单元的通讯端电连接；各智能电容器均采用含有自检测补充电流功能的共补型电容器。采用上述结构后，与现有技术相比，本专利技术具有以下优点：整个系统只采用一组用于检测电网的第一电流检测单元，通过采用含有自检测补充电流功能的共补型电容器，再通过各第二控制单元的通讯端分别与第一控制单元的通讯端电连接方式将补偿电流大小传输给第一控制单元，即传输给主机静止无功发生器，大大节省了在外部增加电流检测单元的成本；通过主从设置，系统可以控制多台静止无功发生器和有源滤波器，在原来单一的静止无功发生器的基础上，扩大其补偿容量，并且具备了将原先只滤除低次少量谐波扩充到全次滤除谐波的硬件能力，增加了谐波滤除的容量和次数；整个系统取消了原来的分补智能电容器，由于主从设置，具有多台静止无功发生器，可将静止无功发生器充当起分补电容器的作用，较好解决三相不平衡的问题。总之，在降成本和提供优质电能治理能力两者间取得一定平衡。作为改进，各共补型电容器采用自组网通信结构进行组网，这样，简化组网结构，降低成本。作为改进，各共补型电容器采用三档通信速率可调的电容器，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种新型低压混合补偿方法，其特征在于，/n对各静止无功发生器和有源滤波器人为设定通讯地址，静止无功发生器和有源滤波器分别简称为SVG和APF，智能电容器为自组网方式组网，以其中一台SVG作为主机，其余的SVG和APF作为从机，智能电容器将自己的状态信息发送给主机SVG，主机SVG根据发送过来的状态信息得知各智能电容器的补偿情况，主机SVG对电网采样，主机SVG实施控制，包含的过程如下：/n1)、主机SVG的第一控制单元将采集到的电流波形利用DFT算法计算出每一奇次谐波下的电流大小，记3次谐波电流THDI

【技术特征摘要】
20200103 CN 202010006021X1.一种新型低压混合补偿方法，其特征在于，
对各静止无功发生器和有源滤波器人为设定通讯地址，静止无功发生器和有源滤波器分别简称为SVG和APF，智能电容器为自组网方式组网，以其中一台SVG作为主机，其余的SVG和APF作为从机，智能电容器将自己的状态信息发送给主机SVG，主机SVG根据发送过来的状态信息得知各智能电容器的补偿情况，主机SVG对电网采样，主机SVG实施控制，包含的过程如下：
1)、主机SVG的第一控制单元将采集到的电流波形利用DFT算法计算出每一奇次谐波下的电流大小，记3次谐波电流THDI3，5次谐波电流THDI5，7次谐波电流THDI7、11次谐波电流THDI11，13次谐波电流THDI13，15次谐波电流THDI15，以此类推；然后主机SVG将需要补偿的谐波电流大小通过485通讯传输给APF，APF接收到命令后，控制输出对应次数的电流大小，若第一台APF容量无法满足谐波电流补偿容量时，第二台APF将会执行剩余谐波电流补偿，以此类推。
2)、主机SVG的第一控制单元将采集到的电流波形利用DFT算法计算出电流的有效值，进而推导出无功电流大小；
投入过程，需要补偿的无功电流大小记为Q投总，主机SVG分配智能电容器和主从机SVG的补偿容量大小，智能电容器投入遵循“分级投入”“优先投入大容量，然后投入小容量”的策略，将智能电容器应该补偿的容量大小记为Qc共，此时主从机SVG应该补偿的无功电流大小为Qs＝Q投总-Qc共，然后计算好各部分补偿电流大小后，在0～1s的时间内，将各部分的投切命令发送给智能电容器；智能电容器接收到命令后，会进行遍历查询或者遍历查询并结合反复校验，找到属于自己地址的那条命令，然后根据命令进行相应的动作；
切除过程，需要切除的无功电流大小记为Q切总，主机SVG分配智能电容器与主从机SVG的补偿容量大小，智能电容器切除策略遵循与投入时相反的策略，将智能电容器应该切除的容量大小记为Qc共，此时主从机SVG应该补偿的无功电流大小为Qs＝Q切总-Qc共，然后计算好各部分补偿电流大小后，在0～1s的时间内，将各部分的投切命令发送给智能电容器，智能电容器接收到命令后，会进行遍历查询...

【专利技术属性】
技术研发人员：金仁云，胡苏剑，许金彤，韩荣杰，王鹏程，黄吾康，潘圆君，潘珲，潘国荣，张永军，李肖军，孙栋梁，古永富，姚芳芳，傅浩峰，周艳，张驰，马妍，李俊斐，孙浩然，金日宏，吴顺利，金磊，
申请(专利权)人：国网浙江杭州市萧山区供电有限公司，杭州电力设备制造有限公司萧山欣美成套电气制造分公司，浙江晟泰电气有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33