[发明专利]一种电能质量复合补偿方法

说明书

技术领域

本发明属于电能质量复合治理领域，具体涉及一种综合无功补偿技术和谐波治理技术的控制方法。

背景技术

电能是社会经济快速发展的重要物质保证，近年来，各电力用户对电能质量的要求越来越高，对电能应用过程中出现的各种质量问题越来越重视。通常的电能质量问题主要由各种无功负载、不平衡负载和非线性负载产生，这些装置在运行过程中不仅会消耗大量的无功功率，还会产生大量谐波，使得电网电压剧烈波动，降低电网使用效率，严重影响电网供电质量，造成接在同一电网上的用户无法正常工作。为了改善电网电能质量，出现了各种谐波抑制和无功补偿的装置，现代静止无功发生器STATCOM具备多方面的优势， 具有连续调节、调节范围大、响应速度快、控制精度高、运行可靠、谐波含量少、体积小等优点，级联结构容易实现高压大容量化，使得STATCOM得到电力工业界广泛的关注，同时对于STATCOM的控制研究也成为了国内外讨论的焦点。

STATCOM的电流控制策略是关系设备性能的一项重要技术，电流的控制方法能使得STATCOM的输出性能和质量有所不同。

现有的电能质量治理方法一类为应用于SVC、STATCOM等装置上的用于补偿电网的无功功率；另一类应用于APF等装置上的用于补偿电网谐波，这两种应用目前使用比较广泛，在无功功率补偿和谐波治理方面具有很大的优势，但这两种应用的补偿功能较单一，对于需要进行多种补偿方式的场合性价比不高。

现有技术应用于电能质量治理，存在以下缺点：

功能单一，不能满足补偿方式多样化的需求，系统工程造价高，占地面积广。

发明内容

本发明的发明目的是提供一种电能质量复合补偿方法，该方法可以克服现有电能质量治理技术单一化的缺陷，在进行电能质量治理时，不需要配备多种补偿装置，可以根据需要对电网进行最优化补偿，能够有效解决设备投资大、占地面积广的问题。

为实现以上发明目的，采取的方案为：一种电能质量复合补偿方法，包括如下步骤：

1) 采样当前电网电压信号、负载电流信号以及补偿装置的补偿电流信号；

2) 根据不同的补偿方式选择不同的指令电流计算方法，第一种补偿方式为无功和定次谐波补偿方式；第二种补偿方式为无功和谐波补偿方式，当选择第一种补偿方式时，利用锁相环提取电网电压信号的同步角频率，利用同步角频率wt对步骤1）中的负载电流进行dq变换，得到交流有功电流分量和交流无功电流分量，把交流无功电流分量经过低通滤波器，得到基波无功补偿电流分量；

3) 利用同步角频率的n次倍频nwt对负载电流进行dq变换得到谐波次数为n=3k+1的d轴分量和q轴分量，将d轴分量和q轴分量通过低通滤波器，以nwt的同步角频率进行dq反变换，得到谐波次数为n=3k+1的补偿电流；利用同步角频率的负n次倍频-nwt对负载电流进行dq变换得到谐波次数为n=3k-1的d轴分量和q轴分量，将d轴分量和q轴分量通过低通滤波器后，以-nwt的同步角频率进行dq反变换，得到谐波次数为n=3k-1的补偿电流；

4) 将步骤2）中的基波无功补偿电流和步骤3）中的谐波次数为n=3k-1的补偿电流相加，得到第一种补偿方式所需的复合补偿指令电流；

5) 当选择第二种补偿方式时，利用锁相环得到的电网电压信号的同步角频率，对采样到的负载电流进行dq变换，得到d轴有功电流分量和q轴无功电流分量，将d轴有功分量经过低通滤波器得到基波有功电流分量；

6) 将负载电流减去步骤5）中的基波有功电流分量后得到第二种补偿方式的复合补偿指令电流。

如图1所示，本发明主要应用于STATCOM装置上，该装置的主功率电路由三相或单相拓扑变流装置、串联电感和控制电路构成。该变流装置的三相输出通过电感接入交流电源的A、B、C三相。变流装置部分为逆变器结构，该部分可以为基于H桥的链式结构或三相桥式结构，DSP控制电路用于指令电流计算、PWM脉冲触发和变流装置直流母线电压的控制。

本发明有益效果：本发明实现了无功功率和谐波的复合治理，解决了目前电能质量治理装置功能单一的缺点，提高了电能质量治理装置的性价比。

附图说明

图1、电能质量复合补偿装置示意图。

具体实施方式

一种电能质量复合补偿方法，包括如下步骤：

1)采样当前电网电压信号、负载电流信号以及补偿装置的补偿电流信号；