[发明专利]一种无源滤波器无功补偿容量分配及支路投切方法

权利要求书

1.一种无源滤波器无功补偿容量的分配方法，所述的方法设计的无源滤波器具有多个滤波支路，所述的滤波支路由投切继电器、电容器、电阻器、电抗器组成，所述各滤波支路的投切继电器与控制器电连接，所述方法的步骤如下：

计算总无功补偿量的步骤：用于使用公式：

计算无源滤波器的总无功补偿量，式中，为滤波器总无功补偿量，为负载系数，为月最大有功负载；

为补偿前后功率因数角；

计算滤波支路负载率的步骤：用于计算n次滤波支路的负载率；

其特征在于：

计算滤波支路补偿容量的步骤：用于根据n次滤波支路的负载率使用公式：

计算n次滤波支路的无功补偿量，式中，为总的无功补偿量，为n次滤波支路无功补偿量，、分别为反映支路谐波电流、无功补偿量的权重系数，

为次谐波电流值， 为第类谐波电流值,各类谐波按照谐波次数从低到高进行排序，取值为1，2，…；

计算各个滤波支路元件参数的步骤：用于根据n次滤波支路的无功补偿量计算出各滤波支路的电容、电感和电阻值。

2.根据权利要求1所述的分配方法，其特征在于，所述的计算滤波支路负载率的步骤包括以下子步骤：

计算最低次谐波滤波支路的负载率：取矿井月度最低负荷时计算所得无功补偿量与总无功补偿量的比值，若最低次谐波滤波支路无功补偿量相对较大，可以将其按无功补偿量2:1的比例拆分为两个最低次谐波滤波支路；

计算对其它滤波支路的负载率，使用公式

为谐波总数，为谐波次数，为次谐波对应的谐波序数，取值为2，3，…。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述的计算各个滤波支路元件参数的步骤中的n次滤波支路的无功补偿量乘以系数1.04-1.13。

4.使用权利要求3所述方法设计的无源滤波器的支路投切方法，其特征在于，所述方法的步骤如下：

生成支路可行组合方式组的步骤：根据支路数m，自动生成2^m-1种组合，将这些组合进行二进制编码，输入一种支路组合、系统阻抗参数、支路参数，计算无源滤波器是否使各次谐波放大，如不存在使需要滤除的任何次谐波放大情况，将该支路组合放入可行组合方式组，如果存在使需要滤除的任何次谐波放大情况，删除该种组合，依次判断其它组合，生成可行组合方式组；

滤波支路投切启动的步骤：用于不断的监测母线电压和进线功率因数，如果母线电压或进线功率因数低于或高于设定值并持续2-3秒，进入下一步骤； 

计算系统无功缺额的步骤：读入母线有功功率及功率因数、目标功率因数，一般可取目标功率因数为区间(）, 计算系统无功缺额、；

生成备用运行方案组的步骤：读入各支路无功补偿容量及可行组合方式组，计算各种可行组合方式与当前运行方式的无功差值，若该差值在(-)范围内，将该种可行组合方式放入备用运行方案组；

生成最优运行方案的步骤：对照滤波器当前运行方式，计算每种备用运行方案开关操作成本N，根据，其中：为开关操作成本系数，为第种备用运行方案的无功补偿量，对各备用运行方案进行排序，选出值最大的备用运行方案为最优运行方案；

生成(m1)!个操作顺序方案的步骤：将最优运行方案与当前运行方式比较，得到需要进行的分合闸操作集，其元素个数为m1，应用递归算法将需要进行分合闸的操作集分解为(m1)!个全排列组合，称为操作顺序方案组1；

生成（m1-1）个过渡运行方式的步骤：根据当前运行方式及第一步操作，得到第一步操作后的过渡运行方式，依次生成操作顺序方案组1中每一种操作顺序方案的过渡运行方式集合；

生成操作顺序方案组2的步骤：用于对操作顺序方案组1中的所有操作顺序进行“是否在操作过程中放大谐波”和“是否功率因数超出允许极大值或低于允许极小值”的判断，首先提出的一个操作顺序方案，对其进行“是否在操作过程中放大谐波”，如果“是”则删除该方案，如果“否”则进一步判断“是否功率因数超出允许极大值或低于允许极小值”，如果“是”则也要删除该方案，如果“否”则将该方案保留，依次判断操作顺序方案组1中所有操作顺序方案，将保留的操作顺序方案组合生成操作顺序方案组2，如果操作顺序方案组2只有一个操作顺序方案时，则进入“进行投切操作的步骤”，如果操作顺序方案组中有多个操作顺序方案则进入下一步骤；

生成最优操作顺序方案的步骤：将操作顺序方案组2的操作顺序方案依过渡运行方式无功补偿量总和从大至小进行排序，过渡运行方式无功补偿量总和最大的操作顺序方案即为最优操作顺序方案；

进行投切操作的步骤：用于根据最优操作顺序方案进行投切操作，投切操作完成后回到“滤波支路投切启动的步骤”。