【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于配电网，更具体地说，尤其涉及一种配电网电能质量的控制方法。
技术介绍
1、配电网是指从输电网或地区发电厂接受电能，通过配电设施就地分配或按电压逐级分配给各类用户的电力网。是由架空线路、电缆、杆塔、配电变压器、隔离开关、无功补偿器及一些附属设施等组成的，在电力网中起重要分配电能作用的网络。将电力系统中从降压配电变电站（高压配电变电站）出口到用户端的这一段系统称为配电系统。配电系统是由多种配电设备（或元件）和配电设施所组成的变换电压和直接向终端用户分配电能的一个电力网络系统。配电网由架空线路、杆塔、电缆、配电变压器、开关设备、无功补偿电容等配电设备及附属设施组成，它在电力网中的主要作用是分配电能。从配电网性质角度来看，配电网设备还包括变电站的配电装置。
2、目前，现有技术大多致力于实现功率在各个逆变器间精准分配，未考虑利用逆变器剩余容量改善微电网电能质量，且也不能对电能的质量监测。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种配电网电能质量的控制方法。
2、为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
3、一种配电网电能质量的控制方法，包括如下步骤：
4、s1、提取配电网的谐波电流，并构建虚拟阻抗表达式；
5、s2、构建虚拟阻抗稳定性约束函；
6、s3、构建配电网的虚拟阻抗控制函数，并利用虚拟阻抗控制函数分配配电网的不平衡功率和谐波功率；
7、s4、设计配
8、s5、使用电能质量监测仪器和设备对电能质量进行实时监测与测量；
9、s6、使用电力电子装置来提高电能质量。
10、优选的，所述s1包括以下步骤：构建二阶广义积分器表达式，并根据二阶广义积分器表达式提取配电网的谐波电流，然后，根据配电网的谐波电流，构建虚拟阻抗表达式。
11、优选的，所述s1中，二阶广义积分器表达式为：其中，gh(s)表示h次输入信号跟踪传递函数，ghq(s)表示h次输入信号的90°相角偏移传递函数，kh表示增益，ωh表示谐振频率，s表示拉氏变换复变量算子；
12、所述s1中，提取谐波电流的传递函数的表达式为：其中，t1(s),t3(s),t5(s),…th(s)表示对应谐波项次下的电流提取传递函数，thq(s)表示滞后于th(s)90°相角偏移的电流提取传递函数，h表示谐波次数；
13、所述s1中，正序虚拟阻抗zvir_ph(s)和负序虚拟阻抗zvir_nh(s)的表达式分别为：其中，rph表示h次谐波下正序虚拟电阻，rnh表示h次谐波下负序虚拟电阻，ω1表示基波频率，lph表示h次谐波下正序虚拟电感，lnh表示h次谐波下负序虚拟电感。
14、优选的，所述s2包括以下步骤：确定配电网的等效导纳；确定等效导纳的零极点，绘制零极点分布图，确定虚拟谐波电阻上限、虚拟谐波电感上限和虚拟谐波电感下限；然后，根据虚拟谐波电阻上限、虚拟谐波电感上限和虚拟谐波电感下限，构建虚拟阻抗的稳定性约束函数。
15、优选的，所述s2中，配电网的等效导纳y(s)的计算公式为：ztotal(s)＝zinv(s)+zlg(s)+zline(s)其中，io(s)表示逆变器输出电流，upcc(s)表示并网点电压，ztotal(s)表示整个逆变器的等效阻抗，zinv(s)表示加入虚拟阻抗控制的逆变器等效阻抗，zlg(s)表示网侧电感，zline(s)表示线路阻抗；且虚拟阻抗的稳定性约束函数的表达式为：其中，lv表示虚拟电感，rv表示虚拟电阻，rmax表示虚拟谐波电阻上限，lmax表示虚拟谐波电感上限，lmin表示虚拟谐波电感下限。
16、优选的，所述s3中，配电网的虚拟阻抗控制函数的表达式为：其中，rvu表示基波负序虚拟电阻，rvh表示谐波项次下虚拟电阻，rmax表示虚拟谐波电阻上限，kvi表示积分控制器积分参数，s表示拉氏变换复变量算子，au表示用于治理不平衡的剩余容量的占例，ah表示用于治理谐波的剩余容量的占例，sr表示逆变器输出基波功率后的剩余容量，su表示逆变器承担的不平衡功率，sh表示逆变器承担的谐波功率。
17、优选的，所述s4包括以下步骤：计算变参数积分控制器的输入值和输入变化率；根据变参数积分控制器的输入值和输入变化率，确定变参数积分控制器的积分参数；更新变参数积分控制器的积分参数，并利用最新的变参数积分控制器调节虚拟阻抗变化速率，完成配电网电能质量优化控制。
18、优选的，所述s4中，积分控制器的输入值e(t)的计算公式为：其中，sr(t)表示剩余容量瞬时值，s(t)表示谐波功率/不平衡功率瞬时值，sn表示额定功率；输入变化率δe的计算公式为：其中，n表示正整数，δt表示时间间隔，e(·)表示偏差量；积分控制器的积分参数kvi的表达式为：其中，kmax表示最大积分参数，ethresold表示误差阈值；且更新积分控制器的积分参数的计算公式为：kvi＝kvikδe；其中，kvi表示最新的积分控制器的积分参数，k△e表示偏差比例系数。
19、优选的，所述s5中，电能质量监测仪器不但能够对电能质量进行实时监测，且也能够对电压、电流、频率、波形畸变等参数进行监测，以及对电能质量事件的记录和分析，从而以便及时发现和解决问题，减少损失。
20、优选的，所述s6中，通过设置静态无功补偿器（svc）或静态同步补偿器（statcom）来控制电网的功率因数、电压稳定等；使用有源滤波器来抑制谐波等，从而便于提高电能质量。
21、本专利技术的技术效果和优点：本专利技术提供的一种配电网电能质量的控制方法，与现有技术相比：
22、本专利技术可以在保证逆变器均不过载的基础上，自适应调节虚拟阻抗，实现各逆变器到母线处的等效阻抗最小，从而为基波负序电流和谐波电流提供尽可能小的流通路径，最大程度改善电能质量，其应用场景更加广阔，控制效果更佳。对于一个非线性或不平衡负载较大的微电网，当母线电能质量问题更值得被关注或者当多个逆变器归属于电网或同一用户时，利用本专利技术所提控制方法改善电能质量比保证多个逆变器公平性更有意义。
23、本专利技术通过设置电能质量监测仪器与电力电子装置，从而便于对电能质量进行实时监测，且也能够对电压、电流、频率、波形畸变等参数进行监测，以及对电能质量事件的记录和分析，从而以便及时发现和解决问题，减少损失；而电力电子装置包括静态无功补偿器（svc）或静态同步补偿器（statcom），经过其来控制电网的功率因数、电压稳定等；使用有源滤波器来抑制谐波等，从而便于提高电能质量。
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1.一种配电网电能质量的控制方法，其特征在于：包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种配电网电能质量的控制方法，其特征在于：所述S1包括以下步骤：构建二阶广义积分器表达式，并根据二阶广义积分器表达式提取配电网的谐波电流，然后，根据配电网的谐波电流，构建虚拟阻抗表达式。
3.根据权利要求2所述的一种配电网电能质量的控制方法，其特征在于：所述S1中，二阶广义积分器表达式为：其中，Gh(s)表示h次输入信号跟踪传递函数，Ghq(s)表示h次输入信号的90°相角偏移传递函数，kh表示增益，ωh表示谐振频率，s表示拉氏变换复变量算子；
4.根据权利要求1所述的一种配电网电能质量的控制方法，其特征在于：所述S2包括以下步骤：确定配电网的等效导纳；确定等效导纳的零极点，绘制零极点分布图，确定虚拟谐波电阻上限、虚拟谐波电感上限和虚拟谐波电感下限；然后，根据虚拟谐波电阻上限、虚拟谐波电感上限和虚拟谐波电感下限，构建虚拟阻抗的稳定性约束函数。
5.根据权利要求4所述的一种配电网电能质量的控制方法，其特征在于：所述S2中，配电网的等效导纳Y(s)的计
6.根据权利要求1所述的一种配电网电能质量的控制方法，其特征在于：所述S3中，配电网的虚拟阻抗控制函数的表达式为：其中，Rvu表示基波负序虚拟电阻，Rvh表示谐波项次下虚拟电阻，Rmax表示虚拟谐波电阻上限，kvi表示积分控制器积分参数，s表示拉氏变换复变量算子，au表示用于治理不平衡的剩余容量的占例，ah表示用于治理谐波的剩余容量的占例，SR表示逆变器输出基波功率后的剩余容量，SU表示逆变器承担的不平衡功率，SH表示逆变器承担的谐波功率。
7.根据权利要求1所述的一种配电网电能质量的控制方法，其特征在于：所述S4包括以下步骤：计算变参数积分控制器的输入值和输入变化率；根据变参数积分控制器的输入值和输入变化率，确定变参数积分控制器的积分参数；更新变参数积分控制器的积分参数，并利用最新的变参数积分控制器调节虚拟阻抗变化速率，完成配电网电能质量优化控制。
8.根据权利要求7所述的一种配电网电能质量的控制方法，其特征在于：所述S4中，积分控制器的输入值e(t)的计算公式为：其中，SR(t)表示剩余容量瞬时值，S(t)表示谐波功率/不平衡功率瞬时值，SN表示额定功率；输入变化率Δe的计算公式为：其中，n表示正整数，Δt表示时间间隔，e(·)表示偏差量；积分控制器的积分参数kvi的表达式为：其中，kmax表示最大积分参数，ethresold表示误差阈值；且更新积分控制器的积分参数的计算公式为：Kvi＝kvikΔe；其中，Kvi表示最新的积分控制器的积分参数，k△e表示偏差比例系数。
9.根据权利要求1所述的一种配电网电能质量的控制方法，其特征在于：所述S5中，电能质量监测仪器不但能够对电能质量进行实时监测，且也能够对电压、电流、频率、波形畸变等参数进行监测，以及对电能质量事件的记录和分析，从而以便及时发现和解决问题，减少损失。
10.根据权利要求1所述的一种配电网电能质量的控制方法，其特征在于：所述S6中，通过设置静态无功补偿器（SVC）或静态同步补偿器（STATCOM）来控制电网的功率因数、电压稳定等；使用有源滤波器来抑制谐波等，从而便于提高电能质量。
...【技术特征摘要】
1.一种配电网电能质量的控制方法，其特征在于：包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种配电网电能质量的控制方法，其特征在于：所述s1包括以下步骤：构建二阶广义积分器表达式，并根据二阶广义积分器表达式提取配电网的谐波电流，然后，根据配电网的谐波电流，构建虚拟阻抗表达式。
3.根据权利要求2所述的一种配电网电能质量的控制方法，其特征在于：所述s1中，二阶广义积分器表达式为：其中，gh(s)表示h次输入信号跟踪传递函数，ghq(s)表示h次输入信号的90°相角偏移传递函数，kh表示增益，ωh表示谐振频率，s表示拉氏变换复变量算子；
4.根据权利要求1所述的一种配电网电能质量的控制方法，其特征在于：所述s2包括以下步骤：确定配电网的等效导纳；确定等效导纳的零极点，绘制零极点分布图，确定虚拟谐波电阻上限、虚拟谐波电感上限和虚拟谐波电感下限；然后，根据虚拟谐波电阻上限、虚拟谐波电感上限和虚拟谐波电感下限，构建虚拟阻抗的稳定性约束函数。
5.根据权利要求4所述的一种配电网电能质量的控制方法，其特征在于：所述s2中，配电网的等效导纳y(s)的计算公式为：ztotal(s)＝zinv(s)+zlg(s)+zline(s)其中，io(s)表示逆变器输出电流，upcc(s)表示并网点电压，ztotal(s)表示整个逆变器的等效阻抗，zinv(s)表示加入虚拟阻抗控制的逆变器等效阻抗，zlg(s)表示网侧电感，zline(s)表示线路阻抗；且虚拟阻抗的稳定性约束函数的表达式为：其中，lv表示虚拟电感，rv表示虚拟电阻，rmax表示虚拟谐波电阻上限，lmax表示虚拟谐波电感上限，lmin表示虚拟谐波电感下限。
6.根据权利要求1所述的一种配电网电能质量的控制方法，其特征在于：所述s3中，配电网的虚拟阻抗控制函数的表达式为：其中，rvu表示基波负序虚拟电阻，rvh表示谐波项次下虚拟电阻...
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