靜態(tài)無功補(bǔ)償和諧波補(bǔ)償?shù)姆椒把b置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及電力輸送技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，設(shè)及一種靜態(tài)無功補(bǔ)償和諧波補(bǔ)償?shù)?方法及裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]無功功率補(bǔ)償巧eactivepowercompensation)，簡稱無功補(bǔ)償，在電力供電系統(tǒng) 中起提高電網(wǎng)的功率因數(shù)的作用，降低供電變壓器及輸送系統(tǒng)的損耗，提高供電效率，改善 供電環(huán)境。在無功功率補(bǔ)償裝置應(yīng)用環(huán)境中可能存在應(yīng)用大功率換流設(shè)備和調(diào)壓裝置、高 壓直流輸電裝置及大量非線性負(fù)荷的情況，該情況下會(huì)使得系統(tǒng)中的電壓波形崎變嚴(yán)重從 而對電力系統(tǒng)造成了很大的危害。因此在進(jìn)行無功補(bǔ)償?shù)耐瑫r(shí)兼并治理諧波，不僅可W最 大限度的減少電網(wǎng)的損耗，還可W使電網(wǎng)質(zhì)量提高。在電力的實(shí)際傳輸過程中，其諧波成 分的正負(fù)分量可能均較高，但是現(xiàn)有的諧波補(bǔ)償方法一般是對某次諧波的某一分量進(jìn)行補(bǔ) 償，該就使得補(bǔ)償效果達(dá)不到理想狀態(tài)，供電效率還有較大的提升空間。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種靜態(tài)無功補(bǔ)償和諧波補(bǔ)償?shù)姆椒把b置， 該方法及裝置能夠?qū)χ付ù蔚闹C波的正負(fù)序分量進(jìn)行補(bǔ)償，降低變壓器及輸電系統(tǒng)的損 耗，提高供電效率。
[0004] 本發(fā)明是該樣實(shí)現(xiàn)的：
[0005] 第一方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種靜態(tài)無功補(bǔ)償和諧波補(bǔ)償?shù)姆椒?，?yīng)用于靜 態(tài)無功補(bǔ)償?shù)难b置，所述靜態(tài)無功補(bǔ)償?shù)难b置應(yīng)用于=相電力傳輸系統(tǒng)，所述裝置包括電 壓電流采集單元、控制單元和功率單元；所述方法包括：
[0006] 所述控制單元接收所述電壓電流采集單元采集的電壓電流值，根據(jù)所述電壓電流 值獲得無功補(bǔ)償控制量，根據(jù)所述無功補(bǔ)償控制量控制所述功率單元對所述傳輸系統(tǒng)進(jìn)行 無功補(bǔ)償，所述電壓電流值包括所述傳輸系統(tǒng)的電流值labwtid;
[0007] 所述控制單元提取所述電流值Lbwdd的m次諧波的正序分量和負(fù)序分量；
[0008] 所述控制單元將所述m次諧波的正序分量和負(fù)序分量經(jīng)過派克變換（Park transformation,Park變換）、比例積分調(diào)節(jié)（propo;rtionalintegralcontrol,PI調(diào)節(jié)） 和派克逆變換（Parkinversetransformation,iPark變換）后，得到m次諧波的控制量；
[0009] 所述控制單元根據(jù)所述m次諧波的控制量驅(qū)動(dòng)所述功率單元對所述傳輸系統(tǒng)中 的諧波進(jìn)行諧波補(bǔ)償；其中，m為諧波的次數(shù)且m> 1。
[0010] 結(jié)合第一方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了第一方面的第一種可能的實(shí)施方式，其中所 述靜態(tài)無功補(bǔ)償?shù)难b置還包括調(diào)節(jié)器，所述電壓電流值還包括傳輸系統(tǒng)的電壓值VabwW和 所述靜態(tài)無功補(bǔ)償?shù)难b置輸出的電流值所述根據(jù)所述電壓電流值獲得無功補(bǔ)償控 制量，包括：
[0011] 所述控制單元根據(jù)所述電流值所述電壓值VgbwW和所述電流值I計(jì) 算出待補(bǔ)償?shù)臒o功功率，所述待補(bǔ)償?shù)臒o功功率的信號經(jīng)過低通濾波器后得到無功補(bǔ)償指 令，所述無功補(bǔ)償指令的信號值與所述電流值的差值經(jīng)過所述調(diào)節(jié)器后，獲得所述 無功補(bǔ)償控制量。
[001引根據(jù)V。心grid、labwrid和Iabe_svg計(jì)算出傳輸系統(tǒng)中存在的無功功率和靜態(tài)無功補(bǔ)償 的裝置輸出的無功功率，二者之差即為待補(bǔ)償?shù)臒o功功率。待補(bǔ)償?shù)臒o功功率通過低通濾 波器后提取出其中穩(wěn)定的部分作為無功補(bǔ)償指令，無功補(bǔ)償指令的信號值與電流值 的差值經(jīng)過調(diào)節(jié)器后，獲得無功補(bǔ)償控制量。
[0013] 結(jié)合第一方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了第一方面的第二種可能的實(shí)施方式，其中所 述控制單元包括兩個(gè)用于提取正序分量和負(fù)序分量的濾波器，所述控制單元提取所述電流 值的m次諧波的正序分量和負(fù)序分量，包括：
[0014] 所述電流值l3be_gtid經(jīng)過克拉克變換府'amersKronigtransformation,CLA服E變 換）后得到兩相靜止坐標(biāo)系下的電流值I。所述I。分別經(jīng)過一個(gè)所述濾波器后， 計(jì)算得到的m次諧波的正序分量和負(fù)序分量；imp。、imp日、。和im。日，其中imp。和imp日分別 為正序分量的a軸分量和p軸分量，。和分別為負(fù)序分量的a軸分量和p軸分 量。
[00巧]對電流值lab。gd進(jìn)行一些變換和處理，得到電流值IabwHd的m次諧波的正序分量 和負(fù)序分量，W便對m次諧波的正負(fù)序分量進(jìn)行補(bǔ)償。
[0016] 結(jié)合第一方面的第二種可能的實(shí)施方式，本發(fā)明實(shí)施例提供了第一方面的第= 種可能的實(shí)施方式，其中所述分別經(jīng)過一個(gè)所述濾波器后，計(jì)算得到的m次諧波的正序分 量和負(fù)序分量，包括；在兩相靜止坐標(biāo)下，輸入信號的正序分量、負(fù)序分量和m次諧波的 關(guān)系為：
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種靜態(tài)無功補(bǔ)償和諧波補(bǔ)償?shù)姆椒?，其特征在于，?yīng)用于靜態(tài)無功補(bǔ)償?shù)难b置，所 述靜態(tài)無功補(bǔ)償?shù)难b置應(yīng)用于三相電力傳輸系統(tǒng)，所述裝置包括電壓電流采集單元、控制 單元和功率單元；所述方法包括： 所述控制單元接收所述電壓電流采集單元采集的電壓電流值，根據(jù)所述電壓電流值獲 得無功補(bǔ)償控制量，根據(jù)所述無功補(bǔ)償控制量控制所述功率單元對所述傳輸系統(tǒng)進(jìn)行無功 補(bǔ)償，所述電壓電流值包括所述傳輸系統(tǒng)的電流值I abc^id; 所述控制單元提取所述電流值Iab。jid的m次諧波的正序分量和負(fù)序分量； 所述控制單元將所述m次諧波的正序分量和負(fù)序分量經(jīng)過派克變換、比例積分調(diào)節(jié)和 派克逆變換后，得到m次諧波的控制量； 所述控制單元根據(jù)所述m次諧波的控制量驅(qū)動(dòng)所述功率單元對所述傳輸系統(tǒng)中的諧 波進(jìn)行諧波補(bǔ)償；其中，m為諧波的次數(shù)且m多1。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的靜態(tài)無功補(bǔ)償和諧波補(bǔ)償?shù)姆椒?，其特征在于，所述靜態(tài)無 功補(bǔ)償?shù)难b置還包括調(diào)節(jié)器，所述電壓電流值還包括傳輸系統(tǒng)的電壓值V abc; gHd和所述靜 態(tài)無功補(bǔ)償?shù)难b置輸出的電流值Iabc;_svg，所述根據(jù)所述電壓電流值獲得無功補(bǔ)償控制量，包 括： 所述控制單元根據(jù)所述電流值1!*。_(^(1、所述電壓值1 13。_0(1和所述電流值1￡113。_;^計(jì)算出 待補(bǔ)償?shù)臒o功功率，所述待補(bǔ)償?shù)臒o功功率的信號經(jīng)過低通濾波器后得到無功補(bǔ)償指令， 所述無功補(bǔ)償指令的信號值與所述電流值I abc;_svg的差值經(jīng)過所述調(diào)節(jié)器后，獲得所述無功 補(bǔ)償控制量。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的靜態(tài)無功補(bǔ)償和諧波補(bǔ)償?shù)姆椒?，其特征在于，所述控制?元包括兩個(gè)用于提取正序分量和負(fù)序分量的濾波器，所述控制單元提取所述電流值I abc^id 的m次諧波的正序分量和負(fù)序分量，包括： 所述電流值1^_0(1經(jīng)過克拉克變換后得到兩相靜止坐標(biāo)系下的電流值1。{!_0 (1，所述 Ia 分別經(jīng)過一個(gè)所述濾波器后，計(jì)算得到的m次諧波的正序分量和負(fù)序分量：i mpa、 iDipP、imna和i nmP，其中impa和i mpP分別為正序分量的a軸分量和3軸分量，i nma和i nmP 分別為負(fù)序分量的a軸分量和0軸分量。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的靜態(tài)無功補(bǔ)償和諧波補(bǔ)償?shù)姆椒?，其特征在于，所述分別經(jīng) 過一個(gè)所述濾波器后，計(jì)算得到的m次諧波的正序分量和負(fù)序分量，包括：在兩相靜止坐標(biāo)
述輸入信號的a軸分量和0軸分量，和Vp+__分別為所述輸入信號中成分正序分 量的a軸分量和0軸分量，Va^m和Vp_ra分別為所述輸入信號中（^成分負(fù)序分量的a 軸分量和0軸分量，^兄^^和為所述輸入信號中非《m成分的正序分量和負(fù)序分 量的a軸分量和0軸分量；所述Ia P gHd為所述輸入信號。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的靜態(tài)無功補(bǔ)償和諧波補(bǔ)償?shù)姆椒?，其特征在于，輸?信號分別經(jīng)過一個(gè)所述濾波器后，輸入信號的頻率分別延后〇°和90°，以便計(jì)算出 輸入信號的m次諧波的正序分量和負(fù)序分量，所述兩個(gè)濾波器的頻率響應(yīng)函數(shù)為：
為頻域變量。
6. -種靜態(tài)無功補(bǔ)償?shù)难b置，其特征在于，所述靜態(tài)無功補(bǔ)償?shù)难b置應(yīng)用于三相電力 傳輸系統(tǒng)，所述裝置包括電壓電流采集單元、控制單元和功率單元，其中， 所述電壓電流采集單元采集的電壓電流值傳輸?shù)剿隹刂茊卧隹刂茊卧鶕?jù)所 述電壓電流值獲得無功補(bǔ)償控制量，根據(jù)所述無功補(bǔ)償控制量控制所述功率單元對所述傳 輸系統(tǒng)進(jìn)行無功補(bǔ)償，所述電壓電流值包括所述傳輸系統(tǒng)的電流值I abc^id; 所述控制單元提取所述電流值Iab。jid的m次諧波的正序分量和負(fù)序分量，將所述m次 諧波的正序分量和負(fù)序分量經(jīng)過派克變換、比例積分調(diào)節(jié)和派克逆變換后，得到m次諧波 的控制量，根據(jù)所述m次諧波的控制量驅(qū)動(dòng)所述功率單元對所述傳輸系統(tǒng)中的諧波進(jìn)行諧 波補(bǔ)償；其中，m為諧波的次數(shù)且m多1。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的靜態(tài)無功補(bǔ)償?shù)难b置，其特征在于，所述控制單元包括低通 濾波器和調(diào)節(jié)器，所述電壓電流值還包括傳輸系統(tǒng)的電壓值V abc;gHd和所述靜態(tài)無功補(bǔ)償?shù)?裝置輸出的電流值Iabc;_svg，所述控制單元根據(jù)所述電壓電流值獲得無功補(bǔ)償控制量，包括： 所述控制單元根據(jù)所述電流值1!*。_(^(1、所述電壓值1 13。_0(1和所述電流值1￡113。_;^計(jì)算出 待補(bǔ)償?shù)臒o功功率，所述待補(bǔ)償?shù)臒o功功率的信號經(jīng)過低通濾波器后得到無功補(bǔ)償指令， 所述無功補(bǔ)償指令的信號值與所述電流值I abc;_svg的差值經(jīng)過所述調(diào)節(jié)器后，獲得所述無功 補(bǔ)償控制量。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的靜態(tài)無功補(bǔ)償?shù)难b置，其特征在于，所述控制單元還包括兩 個(gè)用于提取所述電流值Iab。j id的m次諧波的正序分量和負(fù)序分量的濾波器，所述電流值 1^_#(1經(jīng)過克拉克變換后得到兩相靜止坐標(biāo)系下的電流值14_0 (1，所述14_0(1分別經(jīng)過 一個(gè)所述濾波器后，計(jì)算得到的m次諧波的正序分量和負(fù)序分量：i mpa、i"a和i mnfi，其 中impa和impp分別為正序分量的 a軸分量和0軸分量，inma和imnp分別為負(fù)序分量的a 軸分量和0軸分量。
【專利摘要】本發(fā)明涉及電力輸送技術(shù)領(lǐng)域，提供了一種靜態(tài)無功補(bǔ)償和諧波補(bǔ)償?shù)姆椒把b置。裝置包括電壓電流采集單元、控制單元和功率單元。方法：控制單元接收電壓電流采集單元采集的電壓電流值，獲得無功補(bǔ)償控制量，根據(jù)無功補(bǔ)償控制量控制功率單元對傳輸系統(tǒng)進(jìn)行無功補(bǔ)償；提取電流值Iabc_grid的m次諧波的正序分量和負(fù)序分量；將正負(fù)序分量經(jīng)過派克變換、比例積分調(diào)節(jié)和派克逆變換后，得到m次諧波的控制量；根據(jù)控制量驅(qū)動(dòng)功率單元進(jìn)行諧波補(bǔ)償。該方法首先采集電壓電流信息，根據(jù)電壓電流信息對傳輸系統(tǒng)進(jìn)行無功補(bǔ)償，然后提取出電流的m次諧波的正負(fù)序分量，根據(jù)正負(fù)序分量對諧波進(jìn)行諧波補(bǔ)償，在無功補(bǔ)償?shù)耐瑫r(shí)對諧波進(jìn)行補(bǔ)償，進(jìn)而提高了供電效率。
【IPC分類】H02J3-18, H02J3-01
【公開號】CN104821592
【申請?zhí)枴緾N201510255651
【發(fā)明人】方雨菡, 羅琛
【申請人】成都城電電力工程設(shè)計(jì)有限公司
【公開日】2015年8月5日
【申請日】2015年5月19日