本申請涉及電能質(zhì)量治理技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種諧波與無功的治理方法。

背景技術(shù)：

隨著電力技術(shù)的快速發(fā)展，電網(wǎng)系統(tǒng)中引入大量的非線性負(fù)載，而大量的非線性負(fù)載在運(yùn)行時將產(chǎn)生大量的諧波，從而造成電網(wǎng)污染，降低電網(wǎng)輸出的電能質(zhì)量；同時，大量的非線性負(fù)載也將產(chǎn)生大量的無功電流，造成電網(wǎng)電能的損耗，降低電網(wǎng)的供電功率。為了提高電網(wǎng)輸出的電能質(zhì)量與供電功率，需要對電網(wǎng)中的諧波與無功進(jìn)行治理。

諧波治理與無功治理的過程多是獨(dú)立進(jìn)行，即諧波治理設(shè)備僅對電網(wǎng)進(jìn)行諧波補(bǔ)償，而不進(jìn)行無功補(bǔ)償，無功治理設(shè)備亦是。當(dāng)然，目前的諧波治理設(shè)備也具備無功補(bǔ)償功能，無功治理設(shè)備也具有諧波補(bǔ)償功能，但是，當(dāng)電網(wǎng)中的諧波與無功電流同時存在時，諧波治理設(shè)備仍優(yōu)先進(jìn)行諧波補(bǔ)償，無功治理設(shè)備也仍優(yōu)先進(jìn)行無功補(bǔ)償。

特別是，在諧波治理設(shè)備或無功治理設(shè)備輸出的電流不足以完全補(bǔ)償諧波與無功時，即諧波治理設(shè)備或無功治理設(shè)備的最大給出電流小于完全補(bǔ)償諧波與無功所需的電流(以下簡稱完全補(bǔ)償電流)，諧波治理設(shè)備或無功治理設(shè)備并不根據(jù)電網(wǎng)的諧波與無功的實(shí)際需要，合理的分配諧波補(bǔ)償電流與無功補(bǔ)償電流。這種補(bǔ)償方式無法將有限的給出電流合理的分配給諧波補(bǔ)償或無功補(bǔ)充，從而影響了對電網(wǎng)電能質(zhì)量的優(yōu)化處理效果。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本申請?zhí)峁┝艘环N諧波與無功的治理方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)中當(dāng)治理裝置提供的最大給出電流小于電網(wǎng)所需的完全補(bǔ)償電流時，無法將有限的給出電流合理的分配給諧波補(bǔ)償或無功補(bǔ)償，從而影響優(yōu)化電網(wǎng)電能質(zhì)量的效果的問題。

一種諧波與無功的治理方法，所述方法包括：

獲取電網(wǎng)的諧波補(bǔ)償電流ih與無功補(bǔ)償電流iw；

根據(jù)所述諧波補(bǔ)償電流ih與無功補(bǔ)償電流iw，計(jì)算電網(wǎng)的完全補(bǔ)償電流is；

獲取諧波治理設(shè)備或無功治理設(shè)備的最大給出電流im；

判斷最大給出電流im是否大于或等于完全補(bǔ)償電流is,

若最大給出電流im大于或等于完全補(bǔ)償電流is，則對電網(wǎng)諧波、無功均進(jìn)行完全補(bǔ)償，完成補(bǔ)償工作；

若最大給出電流im小于完全補(bǔ)償電流is，則比較諧波補(bǔ)償電流ih、無功補(bǔ)償電流iw與最大給出電流im的數(shù)值大小,并根據(jù)比較的結(jié)果，對電網(wǎng)的諧波、無功進(jìn)行相應(yīng)的完全或部分補(bǔ)償，完成補(bǔ)償工作。

優(yōu)選地，根據(jù)比較的結(jié)果，對電網(wǎng)的諧波、無功進(jìn)行相應(yīng)的完全或部分補(bǔ)償，完成補(bǔ)償工作，具體包括：

若max{諧波補(bǔ)償電流ih,無功補(bǔ)償電流iw}<最大給出電流im,則對諧波與無功中補(bǔ)償電流較大的一方進(jìn)行完全補(bǔ)償，對諧波與無功中補(bǔ)償電流較小的一方進(jìn)行部分補(bǔ)償，完成補(bǔ)償工作；

若min{諧波補(bǔ)償電流ih,無功補(bǔ)償電流iw}<最大給出電流im<max{諧波補(bǔ)償電流ih,無功補(bǔ)償電流iw},則對諧波與無功中補(bǔ)償電流較小的一方進(jìn)行完全補(bǔ)償，對諧波與無功中補(bǔ)償電流較大的一方進(jìn)行部分補(bǔ)償，完成補(bǔ)償工作；

若min{諧波補(bǔ)償電流ih,無功補(bǔ)償電流iw}>最大給出電流im,則將最大給出電流im全部用于對諧波與無功中補(bǔ)償電流較小的一方的部分補(bǔ)償，或?qū)⒆畲蠼o出電流im按照預(yù)設(shè)的分配比例分別對諧波與無功進(jìn)行部分補(bǔ)償。

優(yōu)選地，獲取電網(wǎng)的諧波補(bǔ)償電流ih與無功補(bǔ)償電流iw，具體包括：

獲取電網(wǎng)電流；

將所述電網(wǎng)電流經(jīng)過三相到兩相的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換，得到電網(wǎng)的α軸電流與β軸電流；

將所述α軸電流與β軸電流進(jìn)行低通濾波處理，分別得到α軸電流的直流分量與β軸電流的直流分量；

將所述α軸電流的直流分量與β軸電流的直流分量經(jīng)過兩相到三相的反坐標(biāo)轉(zhuǎn)換，得到電網(wǎng)電流的基波分量；

計(jì)算電網(wǎng)電流與其基波分量的差值，得到電網(wǎng)電流的補(bǔ)償電流；

令α軸電流的直流分量為0，將為0的α軸電流的直流分量與β軸電流的直流分量經(jīng)過三相到兩相的反坐標(biāo)轉(zhuǎn)換，得到電網(wǎng)電流的無功分量。

優(yōu)選地，根據(jù)所述諧波補(bǔ)償電流ih與無功補(bǔ)償電流iw，計(jì)算電網(wǎng)的完全補(bǔ)償電流is，具體包括：

根據(jù)公式計(jì)算電網(wǎng)的完全補(bǔ)償電流is。

本申請實(shí)施例提供的諧波與無功的治理方法，可在諧波治理設(shè)備或無功治理設(shè)備輸出的最大給出電流小于電網(wǎng)所需的完全補(bǔ)償電流時，根據(jù)電網(wǎng)中的實(shí)際需要，將最大給出電流合理地分配給諧波補(bǔ)償與無功補(bǔ)償，使電網(wǎng)的補(bǔ)償效果達(dá)到最優(yōu)，進(jìn)而提高電網(wǎng)輸出的電能質(zhì)量。

附圖說明

為了更清楚地說明本申請的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員而言，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本申請?zhí)峁┑囊环N諧波與無功的治理方法的流程圖；

圖2為諧波補(bǔ)償電流與無功補(bǔ)償電流的計(jì)算流程圖；

圖3為本申請?zhí)峁┑牧硪环N諧波與無功的治理方法的流程圖。

具體實(shí)施方式

圖1為本申請?zhí)峁┑囊环N諧波與無功的治理方法的流程圖，如圖1所示,一種諧波與無功的治理方法包括：

步驟s1，獲取電網(wǎng)的諧波補(bǔ)償電流ih與無功補(bǔ)償電流iw。

本申請中，獲取電網(wǎng)的諧波補(bǔ)償電流ih與無功補(bǔ)償電流iw的過程具體包括：

獲取電網(wǎng)電流；

將電網(wǎng)電流經(jīng)過三相到兩相的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換，得到電網(wǎng)的α軸電流與β軸電流；

將α軸電流與β軸電流進(jìn)行低通濾波處理，分別得到α軸電流的直流分量與β軸電流的直流分量；

將α軸電流的直流分量與β軸電流的直流分量經(jīng)過兩相到三相的反坐標(biāo)轉(zhuǎn)換，得到電網(wǎng)電流的基波分量；

計(jì)算電網(wǎng)電流與其基波分量的差值，得到電網(wǎng)電流的諧波分量，該諧波分量即為諧波補(bǔ)償電路ih；

令α軸電流的直流分量為0，將為0的α軸電流的直流分量與β軸電流的直流分量經(jīng)過三相到兩相的反坐標(biāo)轉(zhuǎn)換，得到電網(wǎng)電流的無功分量，該無功分量即為無功補(bǔ)償電流iw。

圖2為諧波補(bǔ)償電流與無功補(bǔ)償電流的計(jì)算流程圖，如圖2所示，獲取電網(wǎng)電流，本實(shí)施例中，電網(wǎng)電流為三相電流，即a相電流ia、b相電流ib與c相電流ic；將a相、b相與c相電流通過坐標(biāo)變換模塊c32，使a、b、c相電流由三相靜止坐標(biāo)系變換到兩相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系中，從而將電網(wǎng)電流從三相電流ia、ib與ic分解得到兩相電流，該兩相電流分別為α軸電流iα與β軸電流iβ。

將α軸電流iα與β軸電流iβ經(jīng)過低通濾波模塊lpf，得到α軸電流iα的直流分量與β軸電流iβ的直流分量，分別記為α軸直流分量iq與β軸直流分量ip。

將α軸直流分量ip與β軸直流分量iq經(jīng)過反坐標(biāo)變換模塊c23，得到電網(wǎng)電流的基波分量ifa、ifb與ifc。

將基波分量ifa、ifb、ifc與電網(wǎng)電流ia、ib與ic經(jīng)過計(jì)算模塊，計(jì)算基波分量ifa、ifb、ifc與電網(wǎng)電流ia、ib與ic的差值，得到電網(wǎng)電流的諧波分量iza、izb、izc，該諧波分量即為電網(wǎng)的諧波補(bǔ)償電流，即iha＝iza；ihb＝izb；ihc＝izc。

令α軸直流分量ip為零，即ip＝0，然后將α軸直流分量ip與β軸直流分量iq經(jīng)過坐標(biāo)反變換模塊c23，得到電網(wǎng)電流的無功分量iga、igb、igc，該無功分量即為電網(wǎng)的無功補(bǔ)償電流，即iwa＝iga；iwb＝igb；iwc＝igc。

步驟s2，根據(jù)諧波補(bǔ)償電流ih與無功補(bǔ)償電流iw，計(jì)算電網(wǎng)的完全補(bǔ)償電流is，其中，計(jì)算公式為根據(jù)公式

本實(shí)施例中，根據(jù)電網(wǎng)的諧波補(bǔ)償電流iha、ihb、ihc與無功補(bǔ)償電流iwa、iwb、iwc，計(jì)算同時完全補(bǔ)償諧波與無功完全補(bǔ)償電流，其計(jì)算公式為：

步驟s3，獲取諧波治理設(shè)備或無功治理設(shè)備的最大給出電流im。

步驟s4，判斷最大給出電流im是否大于或等于完全補(bǔ)償電流is。

在一般情況下，電網(wǎng)系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行時，諧波治理設(shè)備或無功治理設(shè)備輸出的電流可完全補(bǔ)償諧波與無功，此時，諧波治理設(shè)備或無功治理設(shè)備對電網(wǎng)的諧波與無功電流進(jìn)行完全補(bǔ)償。對電網(wǎng)諧波與無功電流進(jìn)行完全補(bǔ)償，提高了電網(wǎng)系統(tǒng)輸出的電能質(zhì)量與供電功率。

步驟s5，若最大給出電流im大于或等于完全補(bǔ)償電流is，則對電網(wǎng)諧波、無功均進(jìn)行完全補(bǔ)償，完成補(bǔ)償工作。

但是，在一些特別情況下，例如電網(wǎng)系統(tǒng)受外界強(qiáng)干擾發(fā)生較大波動時，電網(wǎng)的諧波補(bǔ)充電流與無功補(bǔ)償電流的需求量較大，此時，諧波治理設(shè)備或無功治理設(shè)備輸出的電流常無法滿足電網(wǎng)的需求。在無法完全補(bǔ)償電網(wǎng)與無功電流的情況下，為了使對電網(wǎng)的補(bǔ)償達(dá)到較優(yōu)效果，本申請中，根據(jù)電網(wǎng)中的實(shí)際需要，將諧波治理設(shè)備或無功治理設(shè)備的最大給出電流合理的分配給諧波補(bǔ)償或無功補(bǔ)充。

步驟s6，若最大給出電流im小于完全補(bǔ)償電流is，則比較諧波補(bǔ)償電流ih、無功補(bǔ)償電流iw與最大給出電流im的數(shù)值大小,并根據(jù)比較的結(jié)果，對電網(wǎng)的諧波、無功進(jìn)行相應(yīng)的完全或部分補(bǔ)償，完成補(bǔ)償工作。

圖3為本申請?zhí)峁┑牧硪环N諧波與無功的治理方法的流程圖，如圖3所示，本實(shí)施例中，根據(jù)比較的結(jié)果，對電網(wǎng)的諧波、無功進(jìn)行相應(yīng)的完全或部分補(bǔ)償，完成補(bǔ)償工作，具體包括：

步驟s61，判斷max{諧波補(bǔ)償電流ih,無功補(bǔ)償電流iw}<最大給出電流im是否成立。

步驟s611，若max{諧波補(bǔ)償電流ih,無功補(bǔ)償電流iw}<最大給出電流im,則對諧波與無功中補(bǔ)償電流較大的一方進(jìn)行完全補(bǔ)償，對諧波與無功中補(bǔ)償電流較小的一方進(jìn)行部分補(bǔ)償，完成補(bǔ)償工作。

在電網(wǎng)實(shí)際運(yùn)行過程中，存在兩種具體的情況：情況一，無功補(bǔ)償電流iw<諧波補(bǔ)償電流ih<最大給出電流im，則優(yōu)先補(bǔ)償諧波，對諧波進(jìn)行完成補(bǔ)償后，再將剩余電流用于無功補(bǔ)償；情況二，諧波補(bǔ)償電流ih<無功補(bǔ)償電流iw<最大給出電流im，則優(yōu)先補(bǔ)償無功電流，對無功電流進(jìn)行完成補(bǔ)償后，再將剩余電流用于諧波補(bǔ)償。

步驟s62，判斷min{諧波補(bǔ)償電流ih,無功補(bǔ)償電流iw}<最大給出電流im<max{諧波補(bǔ)償電流ih,無功補(bǔ)償電流iw}是否成立。

步驟s621，若min{諧波補(bǔ)償電流ih,無功補(bǔ)償電流iw}<最大給出電流im<max{諧波補(bǔ)償電流ih,無功補(bǔ)償電流iw},則對諧波與無功中補(bǔ)償電流較小的一方進(jìn)行完全補(bǔ)償，對諧波與無功中補(bǔ)償電流較大的一方進(jìn)行部分補(bǔ)償，完成補(bǔ)償工作。

在電網(wǎng)實(shí)際運(yùn)行過程中，存在兩種具體情況：情況一，諧波補(bǔ)償電流ih<最大給出電流im<無功補(bǔ)償電流iw，則優(yōu)先補(bǔ)償諧波，對諧波進(jìn)行完成補(bǔ)償后，再將剩余電流用于無功補(bǔ)償；情況二，無功補(bǔ)償電流iw<最大給出電流im<諧波補(bǔ)償電流ih，則優(yōu)先補(bǔ)償無功電流，對無功電流進(jìn)行完成補(bǔ)償后，再將剩余電流用于諧波補(bǔ)償。

步驟s63，判斷min{諧波補(bǔ)償電流ih,無功補(bǔ)償電流iw}>最大給出電流im是否成立。

步驟s631，若min{諧波補(bǔ)償電流ih,無功補(bǔ)償電流iw}>最大給出電流im，則將最大給出電流im全部用于對諧波與無功中補(bǔ)償電流較小的一方的部分補(bǔ)償，或?qū)⒆畲蠼o出電流im按照預(yù)設(shè)的分配比例分別對諧波與無功進(jìn)行部分補(bǔ)償。

在這種情況下，最大給出電流im同時小于諧波補(bǔ)償電流ih與無功補(bǔ)償電流iw，因此，無論如何進(jìn)行補(bǔ)償，均無法實(shí)現(xiàn)對諧波或無功電流的完全補(bǔ)償。本實(shí)施中，選擇所需補(bǔ)償電流較小的一方進(jìn)行補(bǔ)償。例如，若諧波補(bǔ)償電流ih>無功補(bǔ)償電流iw>最大給出電流im，則將最大給出電流im全部用于無功補(bǔ)償，而不進(jìn)行諧波補(bǔ)償。若無功補(bǔ)償電流iw>諧波補(bǔ)償電流ih>最大給出電流im，則將最大給出電流im全部用于諧波補(bǔ)償，而不進(jìn)行無功補(bǔ)償。

當(dāng)然，也可以選擇其他的補(bǔ)償方案，例如將最大給出電流im按照預(yù)設(shè)的分配比例分別對諧波與無功進(jìn)行部分補(bǔ)償。例如，設(shè)定1：1的分配比例，則最大給出電流im的1/2電流用于諧波補(bǔ)償，另1/2電流用于無功補(bǔ)償。再如，以諧波補(bǔ)償電流ih與無功補(bǔ)償電流iw的比值作為電流的分配比例，若諧波補(bǔ)償電流ih/無功補(bǔ)償電流iw＝2/3，則電流的分配比例為2：3，即最大給出電流im的2/5電流用于諧波補(bǔ)償，另3/5電流用于無功補(bǔ)償。

本申請實(shí)施例提供的諧波與無功的治理方法，可在諧波治理設(shè)備或無功治理設(shè)備輸出的最大給出電流小于電網(wǎng)所需的完全補(bǔ)償電流時，根據(jù)電網(wǎng)中的實(shí)際需要，將最大給出電流合理地分配給諧波補(bǔ)償與無功補(bǔ)償，使電網(wǎng)的補(bǔ)償效果達(dá)到最優(yōu)，進(jìn)而提高電網(wǎng)輸出的電能質(zhì)量。

以上所述的本申請實(shí)施方式并不構(gòu)成對本申請保護(hù)范圍的限定。