一种晶闸管控制变压器式可控电抗器优化控制方法技术

本发明专利技术公开了一种晶闸管控制变压器式可控电抗器优化控制方法，包括下述步骤：1）检测负荷三相功率；2）计算电流谐波畸变率；3）判断谐波是否越限；4）构造电能质量指标的评分函数；5）利用层次分析法确定指标的权重；6）以电能质量最优为目的，确定三相触发角。本发明专利技术方法能够在不增加设备的情况下，依靠可控电抗器晶闸管触发角的优化选择，降低电抗器产生的谐波，改善线路的电能质量。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了，包括下述步骤：1）检测负荷三相功率；2）计算电流谐波畸变率；3）判断谐波是否越限；4）构造电能质量指标的评分函数；5）利用层次分析法确定指标的权重；6）以电能质量最优为目的，确定三相触发角。本专利技术方法能够在不增加设备的情况下，依靠可控电抗器晶闸管触发角的优化选择，降低电抗器产生的谐波，改善线路的电能质量。【专利说明】—种晶闸管控制变压器式可控电抗器优化控制方法
本专利技术属于电力系统无功补偿领域，涉及。
技术介绍
近年来，随着国民经济的不断发展，异步电动机、电力电子装置开始大量接入电网，这些负荷正常工作需要吸收大量的无功功率，会增加电力系统的有功损耗，降低设备的利用率，影响输电能力，给电力系统运行的安全稳定带来不利影响。同时，随着电力系统中电弧炉、电力机车等不对称负荷的增加，电网中的三相不平衡问题越来越引起人们的关注，三相不平衡会降低电动机运行效率，加大线路损耗，缩短电动机、变压器等电力设备的寿命。使用电力电子器件提高电网电能质量成为现今研究的热点。静止同步补偿器(STATC0M)是一种并联型无功补偿装置，它能够为电网或用电负荷提供快速、连续有源动态无功补偿和谐波滤波，可有效提高电网电压暂态稳定性、抑制母线电压闪变、补偿不平衡负荷、滤除负荷谐波及提高负荷功率因数，然而STATC0M装置的造价昂贵、控制复杂，不利于大面积地使用。静止无功补偿器(SVC)能够快速补偿无功功率，提高线路功率因数，改善线路三相不平衡，相比STATC0M它的造价更低，控制也更为简便，在现阶段得到了广泛的应用。晶闸管控制变压器(TCT)式可控电抗器是SVC的一种，通过控制电抗器三相触发角来调节电抗器在一个周期内投入时间的长短，达到连续控制其吸收无功功率大小的目的。它能够有效补偿线路的无功，提高网络功率因数，改善线路三相不平衡，具有调节简单、速度快的优点。然而这种基于相控的方法会不可避免地产生电流畸变，向电网注入谐波电流，其电流中主要包含3、5、7次谐波，必须采取措施滤除这部分谐波。常用的谐波手段包括外接有源滤波器或无源滤波器，这些装置能够滤除大部分谐波，但是增加额外的设备会加大投入，增加占地面积。
技术实现思路
技术问题:本专利技术提供一种能够改善线路电能质量的晶闸管控制变压器式可控电抗器优化控制方法。技术方案:本专利技术采用的晶闸管控制变压器式可控电抗器优化控制方法，包括下述步骤:I)检测可控电抗器未接入时负荷三相有功功率P“ab)、PL(bc), P—)、三相无功功率Ql (ab) ' Ql (be) ' Ql(C3);2)计算三相电流谐波畸变率，具体的流程为:21)利用步骤I)检测的负荷三相功率Pl (ab)、Pl (be)、Pl (Ca)、Ql (ab)、(be)、(ca)， 求解以·下方程组，得到线路功率因数cos『l且三相电流不平衡度ε =0时的触发角α a(l、a b(l、a c0:【权利要求】1.，其特征在于，该控制方法包括下述步骤: 1)检测可控电抗器未接入时负荷三相有功功率I\(ab)、Pl(Idc)、Pl (ca)、 三相无功功率QUab)、Ql (be)、Ql (ca); 2)计算三相电流谐波畸变率，具体的过程为: 21)利用步骤I)检测的负荷三相有功功率和三相无功功率P“ab)、Pl(be)、Pl(Ca)、Ql(ab)、QuixO、Quc:a)，求解以下方程组，得到线路功率因数COSP=I且三相电流不平衡度ε =0时的三相角虫发角Q ao、α bo、α CO: 2.根据权利要求1所述的晶闸管控制变压器式可控电抗器优化控制方法，其特征在于，所述的步骤4)中，构造评分函数为: 3.根据权利要求1所述的晶闸管控制变压器式可控电抗器优化控制方法，其特征在于:在所述步骤5)中，包括以下步骤: 51)建立判断标度，将判断等级分为:同等重要、稍微重要、重要、明显重要、强烈重要、极端重要6个等级，若已知A对B和B对C的比较等级，则A对C的比较等级具有传递性，设稍微重要评分为λ，同等重要评分为1，重要评分为λ 2，明显重要评分为λ 4，强烈重要评分为λ6，极端重要评分为λ8，且有A:C=(A:B)/(B:C);由于数字上的判断极限为9，应有入8=9，即λ =1.3161,由此给出各指数标度； 52)构建判断矩阵: 将线路功率因数Coscj5、三相电流不平衡度ε和三相电流谐波畸变率THD三个指标通过两两比较，建立判断矩阵A=(aij)3X3 ； 53)一致性检验:采用一致性指标Cl来衡量一个标度的优劣，令 4.根据权利要求1所述的晶闸管控制变压器式可控电抗器优化控制方法，其特征在于:在所述步骤6)中，用牛顿法求解最优触发角的步骤如下:61)以步骤21)计算的三相触发角aa(l> α Μ、α c(l为初始点α ((|)，α (0) = [ a a(l, a b(l, a J α (ο)是一个向量，令k=0 ； 62)计算? 【文档编号】H02J3/01GK103683304SQ201310659680【公开日】2014年3月26日 申请日期:2013年12月9日 优先权日:2013年12月9日 【专利技术者】袁晓冬, 王元凯, 顾伟, 李群, 张帅, 柏晶晶 申请人:国家电网公司, 江苏省电力公司, 江苏省电力公司电力科学研究院, 东南大学本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种晶闸管控制变压器式可控电抗器优化控制方法，其特征在于，该控制方法包括下述步骤：1）检测可控电抗器未接入时负荷三相有功功率PL(ab)、PL(bc)、PL(ca)、三相无功功率QL(ab)、QL(bc)、QL(ca)；2）计算三相电流谐波畸变率，具体的过程为：21）利用步骤1）检测的负荷三相有功功率和三相无功功率PL(ab)、PL(bc)、PL(ca)、QL(ab)、QL(bc)、QL(ca)，求解以下方程组，得到线路功率因数且三相电流不平衡度ε=0时的三相触发角αa0、αb0、αc0： P + ( P + ) 2 + ( Q + ) 2 = 1 ( P - ) 2 + ( Q - ) 2 ( P + ) 2 + ( Q + ) 2 = 0 其中P+=PL(ab)+PL(bc)+PL(ca)为正序有功功率，Q+=(QL(ab)+Qc(ab))+(QL(bc)+Qc(bc))+(QL(ca)+Qc(ca))为正序无功功率， P - = 0.5 × [ P L ( ab ) - 2 P L ...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：袁晓冬，王元凯，顾伟，李群，张帅，柏晶晶，
申请(专利权)人：国家电网公司， 江苏省电力公司， 江苏省电力公司电力科学研究院， 东南大学，
类型：发明
国别省市：北京;11