[发明专利]配电网电能质量稳定控制系统及控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及对配电网电能质量出现问题的解决，尤其是对电网电压出现电压跌落和谐波电压时的补偿控制系统及控制方法。

背景技术

现代社会中，电能是一种最为广泛使用的能源，其应用程度是一个国家发展水平的主要标志之一。随着科学技术和国民经济的快速发展，对电能的需求量日益增加，同时对电能质量的要求也越来越高。由于电能质量问题的频发，美国每年的损失达到133亿美元。在我国，虽然总体经济和技术水平还比较落后，但在部分经济发达地区电能质量问题的影响已比较突出。随着经济体制的转变，特别是近年来电力行业放松管制，电力网逐步实行商业化运营，电力用户的需求已成为重要的主题，这大大促进了电能质量标准化的进程和对质量优劣的监督和管理。尽管在电能质量的定义和解释上还存在许多不同看法，在劣质电能质量的起因上仍有较大分歧，但供电部门和电力终端用户对电能质量的关心程度却在与日俱增。如何提高和保证能质量，已成为国内外电工领域迫切需要解决的重要课题之一。

通常的电能质量问题如谐波、三相不对称等继续存在，而且严重性在增加。值得注意的是，近年来随着供电可靠性的不断提高人们逐渐将对传统的如供电中断、电压长时间偏高或偏低等老的配电网供电质量问题的注意力，逐步转向新的动态电能质量问题，如持续时间为周波级的动态电压升高，脉冲，电压凹陷和瞬时供电中断等。这些都是近年来随着社会信息化的日益广泛而逐渐暴露出来的新的电能质量问题。解决此类问题的传统方法是采用由储能装置、PWM逆变器、滤波器及串联注入变压器共同组成的电压补偿装置。此装置的不足之处在于：首先，由于部件参数波动，检测结果经常受到较大的影响；其次，当PWM逆变器进行补偿时，补偿信号的动态响应速度较慢，稳定性较差。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种检测结果稳定、补偿信号动态响应速度快的电能质量稳定控制系统及控制方法。

为解决上述技术问题，本发明提供一种配电网电能质量稳定控制系统，包括储能装置、PWM逆变器、滤波器、串联变压器，其特征在于：PWM逆变器检测部分的d-q检测法首先确定电压有效值和相位跳变角α，其次确定目标电压函数，最后确定电压补偿量，补偿部分采用电流、电压为控制量的双闭环控制。

配电网电能质量稳定控制方法，涉及PWM逆变器的检测和补偿，其特征在于包括下列步骤：

(1)确定电压有效值和相位跳变角α；

(2)确定目标电压函数；

(3)确定电压补偿量；

(4)采用电流、电压为控制量的双闭环补偿控制。

上述第(1)步确定电压有效值和相位跳变角α的步骤为：假设电压跌落时，伴随着相位的跳变，三相电压中基波分量分别变为：

式中u_a(t)、u_b(t)、u_c(t)表示系统侧三相电压，U为电压的有效值，ω为角频率，为初相角，α为相位跳变角。

三相电压经过d-q变换后，通过低通滤波器LPF后，将直流分量成分U_da，U_qa提取出来，可得：

Uda=3UsagcosαUqa=-3Usagsinα]]>

U_da，U_qa计算出后，可以继续得出跌落后电压的有效值U和相位跳变角α分别为：