一种用于超高层建筑供电质量的治理方法及系统技术方案

本发明专利技术提供一种用于超高层建筑供电质量的治理方法及系统，包括实时检测电梯功率的变化数据；当检测到冲击性负载启动时，确定电梯冲击性负载产生的冲击功率；对所述电梯冲击性负载产生的冲击功率进行抑制，并对电网侧电压进行采样，得到实时的电网电压幅值；当实时的电网电压幅值的跌落量超过预设的跌落阈值时，生成电压暂降检测信号；进行所述预设的超级电容内储能变流器并离网模态的切换，直到检测到上级电源恢复供电后为止；提出面向谐波和三相不平衡的电能质量治理设备的综合优化配置方案。本发明专利技术实现平抑高速电梯产生的双向瞬时冲击功率问题、完成高速电梯的电压暂降防护，对超高层建筑内立式格状电网内的谐波和三相不平衡问题进行综合优化。平衡问题进行综合优化。平衡问题进行综合优化。

【技术实现步骤摘要】
一种用于超高层建筑供电质量的治理方法及系统


[0001]本专利技术涉及供电质量的治理
，特别是涉及一种用于超高层建筑供电质量的治理方法及系统。

技术介绍

[0002]超高层建筑自身负荷集中、类型丰富、且社会经济价值极高，诸如功率双向冲击型的高速电梯、功耗巨大的空调新风系统、以及各式计算机、照明、UPS和专用仪器等设备遍布，一方面需要更高的供电品质，一方面又对外发射显著的扰动，这一矛盾在城市配电网这个物理空间紧密、需求时间相近的背景下就显得尤为突出。目前，超高层建筑中集中安装的高速电梯和分散连接的电能质量问题发射负荷这两类设备对供电品质的影响最为显著。
[0003]以办公设备、安防设备及其他辅助服务设备日趋电子化，超高层建筑中负荷耗电量大，种类复杂多样。在企业人员密集的超高层建筑中办公电子设备包含大量的稳压电源、变频设备等，向超高层建筑内局域配电网络中注入大量的谐波；大量计算机、照明、小型电子设备等单相负荷，使得系统内不平衡问题显著。
[0004]此外，在超高层建筑的各类负荷中，高速电梯是一种特殊的用电设备。它功率大且单次持续时间短，出现频率高，又涉及人身安全问题，对供电品质要求苛刻。高速电梯根据上下行运行状态会产生双向的瞬时冲击功率，这种双向大幅度冲击功率会对楼内供电系统造成冲击，降低了供电质量和稳定性、并影响了供电设备的容量利用率。
[0005]当前，对于超高层建筑中容量小、分散连接、数量庞大且长期发射电能质量扰动的负荷，传统点对点的电能质量治理思路存在治理效果和投资效率以及空间限制方面的诸多限制，需要针对超高层建筑供电网络特点进行系统级的综合优化方案设计；而对于超高层建筑中集中安装的大功率冲击型高速电梯，现有治理设备功能单一，无法满足其冲击功率平抑、电能质量问题治理和电压扰动应对等多方面需求，有必要针对性的开发多功能优化装置。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于，提出一种用于超高层建筑供电质量的治理方法及系统，解决如何以少量治理设备的相互协调实现超高层建筑各节点供电品质的综合提升的技术问题。
[0007]一方面，提供一种用于超高层建筑供电质量的治理方法，包括：
[0008]实时检测电梯功率的变化数据，其中，所述电梯功率的变化数据至少包括负载电压和负载电流；
[0009]当检测到冲击性负载启动时，根据所述电梯功率的变化数据确定电梯冲击性负载产生的冲击功率；
[0010]通过预设的超级电容对所述电梯冲击性负载产生的冲击功率进行抑制；
[0011]并对电网侧电压进行采样，得到实时的电网电压幅值；
[0012]当实时的电网电压幅值的跌落量超过预设的跌落阈值时，判定上级电源出现了失
电情况，生成电压暂降检测信号；
[0013]根据所述电压暂降检测信号进行所述预设的超级电容内储能变流器并离网模态的切换，直到检测到上级电源恢复供电后，储能变流器平滑过渡到正常的运行模态为止；
[0014]采集立式格状电网内关键节点电能质量数据，构建立式格状电网谐波及三相不平衡问题优化治理模型，采用梯度下降法确定治理设备的最优安装位置和输出容量，以少量治理设备的相互协调实现超高层建筑各节点供电品质的全局综合提升。
[0015]优选地，所述根据所述电梯功率的变化数据确定电梯冲击性负载产生的冲击功率，具体包括：
[0016]根据所述电梯功率的变化数据识别实时的负载电压和负载电流；
[0017]将实时的负载电压和负载电流输入预设的负载功率模型，得到对应时刻的有功功率和无功功率，并将有功功率和无功功率之和输出为该时刻的负载功率；
[0018]将冲击性负载前的负载功率与冲击性负载后的负载功率之间的差值输出为电梯冲击性负载产生的冲击功率。
[0019]优选地，所述负载功率模型包括：
[0020][0021][0022]其中，P表示有功功率，Q表示无功功率，v
d
表示负载三相电压在d坐标轴下的分量，i
d
表示负载三相电流在d坐标轴下的分量，v
q
表示负载三相电压在q坐标轴下的分量，i
q
表示负载三相电流在q坐标轴下的分量。
[0023]优选地，所述通过预设的超级电容对所述电梯冲击性负载产生的冲击功率进行抑制，具体包括：
[0024]令所述超级电容的功率指令值等于冲击功率，并将超级电容的功率指令值除以超级电容的电压，得到超级电容的电流指令值；
[0025]当产生冲击功率时，所述超级电容放电，将所述超级电容电流指令值与所述超级电容电流实际值作差，经过PI控制器控制后与载波比较，得到开关管的控制信号；
[0026]优选地，还包括：
[0027]获取超高层建筑的电网分布数据；
[0028]将所述电网分布数据输入预设的凸优化谐波和三相不平衡治理模型，得到最优的治理设备配置节点；
[0029]根据所述最优的治理设备配置节点对电能质量扰动源进行治理。
[0030]优选地，所述预设的凸优化谐波和三相不平衡治理模型包括：
[0031][0032][0033]其中，表示治理前k节点谐波电压h次谐波电压，表示节点k和q之间的谐波
阻抗，表示节点q处配置的电能质量治理设备的谐波补偿电流，表示节点q处配置的电能质量治理设备的谐波补偿电流，和分别代表相量和的相位角，表示治理前k节点负序电压值，表示节点k和q之间的负序阻抗，表示节点q处配置的电能质量治理设备的负序补偿电流，和分别代表相量和的相位角。
[0034]另一方面，还提供一种用于超高层建筑供电质量的治理系统，用以实现所述的用于超高层建筑供电质量的治理方法，包括：
[0035]数据检测模块，用以实时检测电梯功率的变化数据，其中，所述电梯功率的变化数据至少包括负载电压和负载电流；
[0036]冲击功率检测模块，用以检测到冲击性负载启动时，根据所述电梯功率的变化数据确定电梯冲击性负载产生的冲击功率；通过预设的超级电容对所述电梯冲击性负载产生的冲击功率进行抑制，并对电网侧电压进行采样，得到实时的电网电压幅值；
[0037]电压暂降检测模块，用以当实时的电网电压幅值的跌落量超过预设的跌落阈值时，判定上级电源出现了失电情况，生成电压暂降检测信号；
[0038]恢复模块，用以根据所述电压暂降检测信号进行所述预设的超级电容内储能变流器并离网模态的切换，直到检测到上级电源恢复供电后，储能变流器平滑过渡到正常的运行模态为止。
[0039]优选地，所述冲击功率检测模块还用于根据所述电梯功率的变化数据识别实时的负载电压和负载电流；
[0040]将实时的负载电压和负载电流输入预设的负载功率模型，得到对应时刻的有功功率和无功功率，并将有功功率和无功功率之和输出为该时刻的负载功率；
[0041]将冲击性负载前的负载功率与冲击性负载后的负载功率之间的差值输出为电梯冲击性负载产生的冲击功率；
[0042]其中，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于超高层建筑供电质量的治理方法，其特征在于，包括：实时检测电梯功率的变化数据，其中，所述电梯功率的变化数据至少包括负载电压和负载电流；当检测到冲击性负载启动时，根据所述电梯功率的变化数据确定电梯冲击性负载产生的冲击功率；通过预设的超级电容对所述电梯冲击性负载产生的冲击功率进行抑制；对电网侧电压进行采样，得到实时的电网电压幅值；当实时的电网电压幅值的跌落量超过预设的跌落阈值时，判定上级电源出现了暂降情况，生成电压暂降检测信号；根据所述电压暂降检测信号进行所述预设的超级电容内储能变流器并离网模态的切换，直到检测到上级电源恢复供电后，储能变流器平滑过渡到正常的运行模态为止；采集立式格状电网内关键节点电能质量数据，构建立式格状电网谐波及三相不平衡问题优化治理模型，采用梯度下降法确定治理设备的最优安装位置和输出容量，以少量治理设备的相互协调实现超高层建筑各节点供电品质的全局综合提升。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述电梯功率的变化数据确定电梯冲击性负载产生的冲击功率，具体包括：根据所述电梯功率的变化数据识别实时的负载电压和负载电流；将实时的负载电压和负载电流输入预设的负载功率模型，得到对应时刻的有功功率和无功功率，并将有功功率和无功功率之和输出为该时刻的负载功率；将冲击性负载前的负载功率与冲击性负载后的负载功率之间的差值输出为电梯冲击性负载产生的冲击功率。3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述负载功率模型包括：征在于，所述负载功率模型包括：其中，P表示有功功率，Q表示无功功率，v
d
表示负载三相电压在d坐标轴下的分量，i
d
表示负载三相电流在d坐标轴下的分量，v
q
表示负载三相电压在q坐标轴下的分量，i
q
表示负载三相电流在q坐标轴下的分量。4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述通过预设的超级电容对所述电梯冲击性负载产生的冲击功率进行抑制，具体包括：令所述超级电容的功率指令值等于冲击功率，并将超级电容的功率指令值除以超级电容的电压，得到超级电容的电流指令值；当产生冲击功率时，所述超级电容放电，将所述超级电容电流指令值与所述超级电容电流实际值作差，经过PI控制器控制后与载波比较，得到开关管的控制信号；将第二开关管的控制信号与第一开关管的控制信号相差半个开关周期，令载波延迟半个周期再与PI控制器输出结果进行比较，得出放电时第二开关管的控制信号；根据所述第一开关管的控制信号和所述第二开关管的控制信号控制对应的第一开关
管和第二开关管。5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：获取超高层建筑的电网分布数据；将所述电网分布数据输入预设的凸优化谐波和三相不平衡治理模型，得到最优的治理设备配置节点；根据所述最优的治理设备配置节点对电能质量扰动源进行治理。6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述预设的凸优化谐波和三相不平衡治理模型包括：型包括：其中，表示治理前k节点谐波电压h次谐波电压，表示节点k和q之间的谐波阻抗，表示节点q处配置的电能质量治理设备的谐波补偿电流，表示节点q处配置的电能质量...

【专利技术属性】
技术研发人员：张华赢，汪清，易皓，卫唯，
申请(专利权)人：深圳供电局有限公司，
类型：发明
国别省市：