基于电流谐波在线估算的谐波无功补偿控制方法技术

随着电力系统以及电力用户对电能质量要求的不断提高，电能质量的问题越来越受到电力部门和用户的重视，特别是无功补偿和谐波治理成为重点要解决的问题。现有的无源型无功谐波治理方案中，有的以无功补偿为主，有的以谐波治理，而不能两者兼顾。本发明专利技术在分析现有控制方法的基础上，不改变现有的硬件拓扑结构，提出了兼顾谐波治理和无功补偿的控制方法，基于电流谐波的在线估算控制方法在有效抑制谐波的基础上，同时结合无功的具体需求，实现谐波和无功的综合控制。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于电能控制
，特别是一种。
技术介绍
随着电力系统以及电カ用户对于电能质量要求的不断提高，电能质量的问题越来越受到电カ部门和用户的重视，特别是无功补偿和谐波治理成为重点要解决的问题。现有的无源型无功谐波治理方案中，有的以无功补偿为主，有的以谐波治理，而不能两者兼顾，且容易出现补偿设备的投切振荡。传统的无源型无功谐波治理方案中，采取接触器的投切方式，由于接触器等开关固有的延迟时间，无法对于诸如中频炉、电弧炉、电焊机等非周期性且エ况复杂的负荷作出及时快速的响应。虽然现在低压侧已经逐步使用晶闸管取代接触器，但是由于在控制策略和控制方式上存在问题，因此很容易形成投切振荡、谐波放大等造成电容器和电感器烧毁的问题。对于大部分负荷，同时存在无功补偿和谐波治理方面的要求，而目前的设备中，只能解决无功或谐波其中之一，无法兼顾两者。其中主要的问题是没有能够同时考虑无功和谐波的控制算法。
技术实现思路
本专利技术所解决的技术问题在于提供ー种能够满足电流谐波国标要求限值的。实现本专利技术目的的技术解决方案为一种，包括以下步骤步骤I、根据用户系统參数通过电流谐波的在线估算得到该系统的各次电流谐波限值，并将得到的各次电流谐波限值存储；步骤2、将步骤I中估算的各次电流谐波限值与实测的各次电流谐波值进行比较，如果实测的谐波值小于估算的谐波限值则执行步骤3，否则执行步骤4 ； 步骤3、判断用户系统功率因数是否大于电カ部门给定的限值，如果大于等于则将第一无功容量Q1设定为O并返回步骤2，否则估算需要的无功容量并存储到第一无功容量Q1，选择与第一无功容量Q1容量相近的支路数进行投入并返回步骤2 ；步骤4、根据超限谐波次数估算投入的支路以及第ニ无功容量Q2 ；步骤5、判断用户系统功率因数是否大于电カ部门给定的限值，如果大于等于则将第一无功容量Q1设定为O ;否则估算需要的无功容量并存储到第一无功容量Q1 ；步骤6、判断无功容量Q1和Q2之间的关系，如果Q1 Q2时，即Q1和Q2之差小于最小的电容配置容量则按照第二无功容量Q2确定的支路数进行投入并返回步骤2 ;如果Q1W2吋，即Q1和Q2之差大于最小的电容配置容量则先按照第二无功容量Q2确定的支路数进行投入，然后再按照(Q1-Q2)的容量大小投入与其相匹配的支路并返回步骤2 ;当Q1W2吋，SPQ1和Q2之差大于最小的电容配置容量，则估算投入Q2后用户系统的功率因数是否小于O ;若功率因数不小于O，则按Q2确定的支路及容量进行投入并返回步骤2 ;若功率因数小于O，则估算減少I条支路后的功率因数是否小于O，若小于O则继续减小I条支路，直到满足投入支路后用户系统的功率因数不小于O或Q2容量与Q1相近时，则投入支路并返回步骤2。本 专利技术与现有技术相比，其显著优点1)本专利技术不改变原有硬件的拓扑结构，不需要额外增加新的硬件測量设备。2)本专利技术能够同时满足无功补偿和谐波治理的基于电流谐波在线估算的控制策略，谐波满足国标要求，且无功不过补，并实现对各补偿支路的灵活配置。3)通过ー种谐波在线估算的控制策略，实现对无功补偿和谐波治理的双重控制。通过谐波的在线估算得到实际系统的谐波限值，并以此判断谐波是否满足要求，并在此基础上根据功率因数的实际情況，对各补偿支路进行投切，最終满足无功和谐波的要求。下面结合附图对本专利技术作进ー步详细描述。附图说明图I为本专利技术的智能谐波补偿系统框图。图2为本专利技术的主电路拓扑示意图。图3为本专利技术的流程图。图4为补偿前后的谐波效果示意图。具体实施例方式结合图1，本专利技术的智能谐波补偿系统包括快速检测系统、双CPU系统、保护系统和监控系统。具体为1)检测电路；作为整个系统控制的基础，要求能够快速准确的检测出系统电压、电流及其谐波以及支路电流和电容上电压的检测。通过电压电流的快速測量，应用优化算法得到电压电流的基波和谐波，并计算出功率因数，可以实时的通过控制器调整需要投入或切除的支路。2)双CPU结构系统；双CPU结构可以很好处理信号数据处理和监控管理。主控CPU完成对特性參数的采集，CPU应用特定的算法对采集的数据进行运算，实现自适应控制算法。管理CPU主要完成与主控CPU的通讯，另外通过RS485或者internet或者无线网络将现场的数据传送至远程监控终端或者移动终端，真正实现智能化的管理。3)保护系统；保护系统主要通过检测到得系统參数与设定的限值进行判断，其中包括了系统电压、电流和支路电流以及电容器的电压。结合图2，本专利技术主电路拓扑由电容电感串联而成的支路构成，分别包括用于消除不同次电流谐波的支路，图2中包括了 3次谐波电流支路，支路数为T23m (即3次谐波支路数为m条)，每条支路的无功容量为Q3ni, 3次谐波支路总的补偿容量为Q31+Q32+... +Q3m;同样图中还给出了 5次和7次谐波的相应支路；根据具体的用户系统可以灵活配置不同次谐波的支路容量及支路数。结合图3，本专利技术的一种，具体包括以下步骤步骤I、根据用户系统參数通过电流谐波的在线估算得到该系统的电流谐波限值，并将该电流谐波限值存储；上述用户系统參数包括公共连接点的最小短路容量Skl/MVA，基准短路容量Sk2/MVA，用户的用电协议容量SiZMVA,公共连接点的供电设备容量StZMVA ；电カ部门要求的最低功率因数COSiji ;谐波的在线估算具体包括以下步骤步骤1-1、判断公共连接点最小短路容量是否与基准的短路容量相同，如果相同则直接应用国标GB/T14549-93规定的限值，如果不同则利用下述公式进行处理本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于电流谐波在线估算的谐波无功补偿控制方法，其特征在于，包括以下步骤 步骤I、根据用户系统參数通过电流谐波的在线估算得到该系统的各次电流谐波限值，并将得到的各次电流谐波限值存储； 步骤2、将步骤I中估算的各次电流谐波限值与实测的各次电流谐波值进行比较，如果实测的谐波值小于估算的谐波限值则执行步骤3，否则执行步骤4 ； 步骤3、判断用户系统功率因数是否大于电カ部门给定的限值，如果大于等于则将第一无功容量Q1设定为O并返回步骤2，否则估算需要的无功容量并存储到第一无功容量Q1，选择与第一无功容量Q1容量相近的支路数进行投入并返回步骤2 ； 步骤4、根据超限谐波次数估算投入的支路以及第ニ无功容量Q2 ； 步骤5、判断用户系统功率因数是否大于电カ部门给定的限值，如果大于等于则将第一无功容量Q1设定为O ;否则估算需要的无功容量并存储到第一无功容量Q1 ； 步骤6、判断无功容量Q1和Q2之间的关系，如果Q1たQ2时，即Q1和Q2之差小于最小的电容配置容量则按照第二无功容量Q2确定的支路数进行投入并返回步骤2 ;如果Q1W2吋，即Q1和Q2之差大于最小的电容配置容量则先按照第二无功容量Q2确定的支路数进行投入，然后再按照(Q1-Q2)的容量大小投入与其相匹配的支路并返回步骤2 ;当Q1W2吋，即Q1和Q2之差大于最小的电容配置容量，则估算投入Q2后用户系统的功率因数是否小于O;若不小于O，则按Q2确定的支路及容量进行投入并返回步骤2 ;若功率因数小于O，则估算減少I条支路后的功率因数是否小于O，若小于O则继续减小I条支路，直到满足投入支路后用户系统的功率因数不小于O或Q2容量与Q1相近吋，则投入支路并返回步骤2。2.根据权利要求I所述的基于电流谐波在线估算的谐波无功补偿控制...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕广强，李强，王瑞霞，程洪德，
申请(专利权)人：南京理工大学，
类型：发明
国别省市：