[发明专利]基于电流谐波在线估算的谐波无功补偿控制方法

说明书

技术领域

本发明属于电能控制技术领域，特别是一种基于电流谐波在线估算的谐波无功补偿控制方法。

背景技术

随着电力系统以及电力用户对于电能质量要求的不断提高，电能质量的问题越来越受到电力部门和用户的重视，特别是无功补偿和谐波治理成为重点要解决的问题。现有的无源型无功谐波治理方案中，有的以无功补偿为主，有的以谐波治理，而不能两者兼顾，且容易出现补偿设备的投切振荡。

传统的无源型无功谐波治理方案中，采取接触器的投切方式，由于接触器等开关固有的延迟时间，无法对于诸如中频炉、电弧炉、电焊机等非周期性且工况复杂的负荷作出及时快速的响应。虽然现在低压侧已经逐步使用晶闸管取代接触器，但是由于在控制策略和控制方式上存在问题，因此很容易形成投切振荡、谐波放大等造成电容器和电感器烧毁的问题。对于大部分负荷，同时存在无功补偿和谐波治理方面的要求，而目前的设备中，只能解决无功或谐波其中之一，无法兼顾两者。其中主要的问题是没有能够同时考虑无功和谐波的控制算法。

发明内容

本发明所解决的技术问题在于提供一种能够满足电流谐波国标要求限值的基于电流谐波在线估算的谐波无功补偿控制方法。

实现本发明目的的技术解决方案为：一种基于电流谐波在线估算的谐波无功补偿控制方法，包括以下步骤：

步骤1、根据用户系统参数通过电流谐波的在线估算得到该系统的各次电流谐波限值，并将得到的各次电流谐波限值存储；

步骤2、将步骤1中估算的各次电流谐波限值与实测的各次电流谐波值进行比较，如果实测的谐波值小于估算的谐波限值则执行步骤3，否则执行步骤4；

步骤3、判断用户系统功率因数是否大于电力部门给定的限值，如果大于等于则将第一无功容量Q₁设定为0并返回步骤2，否则估算需要的无功容量并存储到第一无功容量Q₁，选择与第一无功容量Q₁容量相近的支路数进行投入并返回步骤2；

步骤4、根据超限谐波次数估算投入的支路以及第二无功容量Q₂；

步骤5、判断用户系统功率因数是否大于电力部门给定的限值，如果大于等于则将第一无功容量Q₁设定为0；否则估算需要的无功容量并存储到第一无功容量Q₁；

步骤6、判断无功容量Q₁和Q₂之间的关系，如果Q₁≈Q₂时，即Q₁和Q₂之差小于最小的电容配置容量则按照第二无功容量Q₂确定的支路数进行投入并返回步骤2；如果Q₁>Q₂时，即Q₁和Q₂之差大于最小的电容配置容量则先按照第二无功容量Q₂确定的支路数进行投入，然后再按照（Q₁-Q₂）的容量大小投入与其相匹配的支路并返回步骤2；当Q₁<Q₂时，即Q₁和Q₂之差大于最小的电容配置容量，则估算投入Q₂后用户系统的功率因数是否小于0；若功率因数不小于0，则按Q₂确定的支路及容量进行投入并返回步骤2；若功率因数小于0，则估算减少1条支路后的功率因数是否小于0，若小于0则继续减小1条支路，直到满足投入支路后用户系统的功率因数不小于0或Q₂容量与Q₁相近时，则投入支路并返回步骤2。

本发明与现有技术相比，其显著优点：1）本发明不改变原有硬件的拓扑结构，不需要额外增加新的硬件测量设备。2）本发明能够同时满足无功补偿和谐波治理的基于电流谐波在线估算的控制策略，谐波满足国标要求，且无功不过补，并实现对各补偿支路的灵活配置。3）通过一种谐波在线估算的控制策略，实现对无功补偿和谐波治理的双重控制。通过谐波的在线估算得到实际系统的谐波限值，并以此判断谐波是否满足要求，并在此基础上根据功率因数的实际情况，对各补偿支路进行投切，最终满足无功和谐波的要求。

下面结合附图对本发明作进一步详细描述。

附图说明

图1为本发明的智能谐波补偿系统框图。

图2为本发明的主电路拓扑示意图。

图3为本发明的基于电流谐波在线估算的谐波无功补偿控制方法流程图。