一种用于配电系统的谐波补偿方法技术方案

本发明专利技术公开一种用于配电系统的谐波补偿方法，包括：利用安装在非线性负载附近的电能质量计进行负载谐波电流检测，利用离散滑动傅里叶变换得到PCC电压的基频分量负载电流的谐波分量基频PCC电压幅值M

【技术实现步骤摘要】
一种用于配电系统的谐波补偿方法


[0001]本专利技术涉及谐波补偿
，尤其涉及一种用于配电系统的谐波补偿方法。

技术介绍

[0002]分布式可再生能源越来越多地通过电力电子接口转换器与配电系统互连。由于在后台系 统可用功率远低于额定功率的情况下，接口变换器往往处于空闲状态，利用接口变流器的辅 助服务实现配电系统谐波补偿引起了学术界和工业界的广泛关注。以往利用多功能柴油发电 机组进行谐波补偿的研究可分为以下两个方面：避免谐波补偿与实际发电的冲突；扩展电流 控制带宽，以实现精确的谐波控制。
[0003]之前有人提出了一种自适应谐波补偿方法，通过自适应增益对负载电流进行调度，得到 谐波电流参考值。自适应增益由接口转换器的输出功率决定。采用这种方法，可以避免在接 口变换器系统中同时启动谐波补偿和实际供电时的过负荷问题。其次，为了实现谐波电流抑 制的快速响应，在接口变换器系统中还采用了宽带宽电流控制器，如无差拍控制器和滞环控 制器。
[0004]需要指出的是，在将多功能柴油发电机组的概念引入实际工程应用之前，必须解决一些 存在的问题。本文讨论了非线性电流测量引起的一个问题。众所周知，商用有源电力滤波器 (APF)必须安装在系统的非线性负载或厂用变压器附近，因此，用于非线性负载测量的CT 二次输出的模拟电流信号可以通过短屏蔽信号线连接到APF控制器。利用这种结构，可以适 当地降低谐波电流测量系统的电磁干扰。然而，由于柴油发电机组安装地点受可再生能源地 理分布的制约，采用柴油发电机组进行非线性负荷谐波补偿的情况并非如此。因此，DG单 元可以远离非线性负载，在这种情况下，将CT模拟输出连接到DG单元控制器以进行精确 的负载电流测量是困难的。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是为了克服现有技术中的不足，提供了一种用于可再生能源远离非线性负 荷时，使用电流互感器和屏蔽双绞线的传统非线性负载电流测量方法的性能会降低，从而降 低谐波补偿的效率。为了解决这一问题，利用PCC电压和分布式发电机组(DG)安装点电 压的基本分量，在分布式发电机组控制器和电能质量(PQ)计之间建立连接，实现非线性负 荷监测。采用这种方法，谐波电流波形可以从电能表精确地发送到具有极低带宽通信系统的DG单元控制器，并且不需要在通信系统的发送端和接收端进行任何时钟同步。
[0006]本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的，本专利技术提供一种用于配电系统的谐波补偿方 法，应用于可再生能源远离非线性负荷的情况下，包括以下步骤：(1)通过安装在非线性负 载旁的电能质量计进行负载谐波电流检测，通过离散滑动傅里叶变换得到PCC电压的基频分 量负载电流的谐波分量基频PCC电压幅值M
PCC,f
(t1)、h次负载谐波电流幅值 M
Load,h
(t1)、基频PCC电压相角θ
PCC，f
(t1)和h次负载谐波电流相角θ
Load,h
(t1)；(2)，通过电 能表将所述PCC电压基频分量和所述h次负载谐波电流幅值M
Load,h
(t1)与所述
h次负载 谐波电流相角θ
Load,h
(t1)发送到分布式发电机组单元，且于所述分布式发电机组单元处，测量 得到电容电压的基频分量和所述分布式发电机组单元输出电流基频分量从而计算得 到瞬时负载谐波电流I
Load,h
；(3),将所述瞬时负载谐波电流I
Load,h
,作为参考电流的谐波成分 I
O,Load_h
，采用比例谐振式电流调节器实现谐波补偿。
[0007]较佳的，所述步骤(1)具体包括以下步骤：通过安装在非线性负载旁的电能质量计进行 负载谐波电流检测，通过离散滑动傅里叶变换得到PCC电压的基频分量和负载电流的 谐波分量所述基频分量和负载电流的谐波分量的计算公式如下：
ꢀꢀ
其中，H
SDFT,h
(s)是离散滑动傅里叶变换的传递函数，h是谐波次数， M
PCC,f
(t1)和M
Load,h
(t1)分别是基频PCC电压幅值和负载谐波电流幅值，∠θ
PCC,f
(t1)和 ∠θ
Load,h
(t1)分别是基频PCC电压相角和h次负载谐波电流相角，t1是电能质量计的时钟；对 于稳态非线性负载，负载谐波电流分量在h次的角度与基频PCC电压的角度满足如下关系： ∠θ
Load,h
(t1)-h
·
∠θ
PCC,f
(t1)＝d
h
(t1)(1-3)其中，d
h
(t1)是直流量。
[0008]较佳的，步骤(2)具体包括以下步骤：通过电能表将所述h次负载谐波电流幅值M
Load，h
(t1) 及所述直流量d
h
(t1)发送到分布式发电机组单元本地控制器；当所述分布式发电机组安装在 远离PCC节点的地方时，馈线阻抗上存在电压降，若线路的馈线阻抗参数分别是R
DG
和L
DG
， 在所述分布式发电机组本地控制器上，测量电容电压和所述分布式发电机组输出电流，提取 电容电压基频分量及所述分布式发电机组输出电流基频分量分别为和所述电容电压 基频分量及所述分布式发电机组输出电流基频分量的计算公式如下：式如下：式如下：其中， 和分别是滤波器电容电压和所述分布式发电机组输出电流的基频分量的幅 值，和分别是所述滤波器电容电压和所述分布式发电机组输出电流的基频 分量的相角，t2是所述分布式发电机组本地控制器的时钟；基于下述关系式：述分布式发电机组本地控制器的时钟；基于下述关系式：述分布式发电机组本地控制器的时钟；基于下述关系式：述分布式发电机组本地控制器的时钟；基于下述关系式：PCC电压相角 可以通过所述分布式发电机组本地控制器得到如下表达式：可以通过所述分布式发电机组本地控制器得到如下表达式：其中，X
DG
＝jω0L
DG
和R
DG
分别是馈线电抗和电阻，ω0是基波角频率，是所述分布式 发电机组输出的基频电流，是电容基频电流，计算公式(1-9)中的系数A和B的表达式如 下：下：下：所述电能质量计和所述分布 式发电)机组本地控制器的时钟不需要同步，t1不等于t2，但下述关系始终成立：
因此来自所述电能质量计的谐波信号可以 在所述分布式发电机组本地控制器中获取到如下表达式：在所述分布式发电机组本地控制器中获取到如下表达式：在所述分布式发电机组本地控制器中获取到如下表达式：求得负载的谐波电流幅值相角和幅值后， 瞬时负载谐波电流可以由下式确定：
[0009]较佳的，步骤(3)具体包括以下步骤：将所述瞬时负载谐波电流I
Load,h
作为参考电流的 谐波成分I
O,Load_h
，采用比例谐振式电流调节器实现谐波补偿，具体表达式如下： 其 中，k<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于配电系统的谐波补偿方法，应用于可再生能源远离非线性负荷的情况下，其特征在于，包括以下步骤：(1)通过安装在非线性负载旁的电能质量计进行负载谐波电流检测，通过离散滑动傅里叶变换得到PCC电压的基频分量负载电流的谐波分量基频PCC电压幅值M
PCC,f
(t1)、h次负载谐波电流幅值M
Load,h
(t1)、基频PCC电压相角θ
PCC，f
(t1)和h次负载谐波电流相角θ
Load,h
(t1)；(2)，通过电能表将所述PCC电压基频分量和所述h次负载谐波电流幅值M
Load,h
(t1)与所述h次负载谐波电流相角θ
Load,h
(t1)发送到分布式发电机组单元，且于所述分布式发电机组单元处，测量得到电容电压的基频分量和所述分布式发电机组单元输出电流基频分量从而计算得到瞬时负载谐波电流I
Load,h
；(3),将所述瞬时负载谐波电流I
Load,h
,作为参考电流的谐波成分I
O,Load_h
，采用比例谐振式电流调节器实现谐波补偿。2.根据权利要求1所述的用于配电系统的谐波补偿方法，其特征在于，所述步骤(1)具体包括以下步骤：通过安装在非线性负载旁的电能质量计进行负载谐波电流检测，通过离散滑动傅里叶变换得到PCC电压的基频分量和负载电流的谐波分量所述基频分量和负载电流的谐波分量的计算公式如下：的计算公式如下：其中，H
SDFT,h
(s)是离散滑动傅里叶变换的传递函数，h是谐波次数，M
PCC,f
(t1)和M
Load,h
(t1)分别是基频PCC电压幅值和负载谐波电流幅值，∠θ
PCC,f
(t1)和∠θ
Load,h
(t1)分别是基频PCC电压相角和h次负载谐波电流相角，t1是电能质量计的时钟；对于稳态非线性负载，负载谐波电流分量在h次的角度与基频PCC电压的角度满足如下关系：∠θ
Load,h
(t1)-h
·
∠θ
PCC,f
(t1)＝d
h
(t1) (1-...

【专利技术属性】
技术研发人员：何晋伟，
申请(专利权)人：江苏斯帕沃电子技术有限公司，
类型：发明
国别省市：