[发明专利]基于协同自治的光伏扶贫农网电能质量优化装置及方法

权利要求书

1.基于协同自治的光伏扶贫农网电能质量优化装置，应用于低压台区连接有扶贫光伏装置的农网，其特征在于，包括：

电能质量协调控制器，其连接在所述农网低压台区总进线位置的ABC三相，检测ABC三相的电能质量，并发送所述电能质量信息；

单相电能质量治理装置，包括IGBT开关器件构成的逆变电路和控制电路，所述逆变电路的直流侧连接一储能装置，所述逆变电路的交流侧连接ABC三相中的一相线和零线，控制电路与逆变电路的交流侧连接的ABC三相中一相以及零线连接，检测接入点的电能质量信息，同时接收所述电能质量协调控制器发送的电能质量信息，控制所述IGBT开关器件进行电流输出。

2.根据权利要求1所述的基于协同自治的光伏扶贫农网电能质量优化装置，其特征在于：所述单相电能质量治理装置至少为3个，分别与ABC三相中的每一相和零线对应连接。

3.根据权利要求1所述的基于协同自治的光伏扶贫农网电能质量优化装置，其特征在于：所述单相电能质量治理装置，设置在所述农网低压台区供电线路距离总进线1/2至2/3处。

4.根据权利要求1所述的基于协同自治的光伏扶贫农网电能质量优化装置，其特征在于：所述电能质量协调控制器检测并发送的电能质量信息，包括无功功率信息和三相不平衡信息。

5.基于协同自治的光伏扶贫农网电能质量优化方法，采用权利要求1至4任一所述基于协同自治的光伏扶贫农网电能质量优化装置，其特征在于，包括：

1)确定单相电能质量治理装置需要具备的控制功能模块；

2)根据农网低压台区配电网电能质量指标的含量，所述单相电能质量治理装置的控制功能，计算单相电能质量治理装置的补偿电流或补偿容量；

3)电能质量协调控制器检测ABC三相的电能质量，并发送电能质量信息至控制电路，控制电路控制所述IGBT开关器件的开关，进而控制单相电能质量治理装置是否向所述农网进行补偿，实现对农网电能质量优化控制。

6.根据权利要求5所述的基于协同自治的光伏扶贫农网电能质量优化方法，其特征在于：单相电能质量治理装置需要具备的控制功能模块，通过以下内容的一项或者一项以上组合确定：

1)光伏扶贫农网的网架结构；

2)光扶贫农网的系统参数；

3)光扶贫农网的负荷类型；

4)光扶贫农网现有存在的电能质量问题。

7.根据权利要求5所述的基于协同自治的光伏扶贫农网电能质量优化方法，其特征在于：农网低压台区配电网各电能质量指标的含量，包括：单相电能质量治理装置在农网接入点的谐波含量、无功功率含量、三相负荷电流所指代的三相不平衡含量和农网接入扶贫光伏装置的最大发电功率。

8.根据权利要求7所述的基于协同自治的光伏扶贫农网电能质量优化控制方法，其特征在于：所述单相电能质量治理装置在农网接入点的谐波含量和无功功率含量，通过直接测量或者估算获取；

或者，所述单相电能质量治理装置在农网接入点的谐波含量通过接入点的最大负荷容量、用电设备的电流总谐波畸变率和谐波补偿率进行估算；

或者，所述无功功率含量通过各相的最大负荷有功功率、无功补偿前后的功率因数进行估算。

9.根据权利要求1所述的基于协同自治的光伏扶贫农网电能质量优化方法，其特征在于：单相电能质量治理装置的补偿电流其中，I_H为单相电能质量治理装置在农网接入点的谐波含量所需的谐波补偿电流，I_Q为电能质量治理装置针对无功功率含量所需的无功补偿电流，三相不平衡所需的补偿电流I_ε，I_P为农网接入扶贫光伏装置的最大发电功率，所需的有功补偿电流；

单相电能质量治理装置的补偿容量其中U_N是单相电能质量治理装置接入点的标称线电压，I_PQ为单相电能质量治理装置的补偿电流。

10.根据权利要求1所述的基于协同自治的光伏扶贫农网电能质量优化方法，其特征在于：所述农网的供电末端的电压控制在198V至235V，当单相电能质量治理装置接入点的母线电压低于205V时，控制电路控制IGBT开关器件开关使得储能装置开始放电；当单相电能质量治理装置接入点的母线电压高于230V时，控制电路控制IGBT开关器件开关使得储能装置开始充电；

或者，电能质量协调控制器检测到三相电流不平衡时，向控制电路发送三相不平衡补偿电流指标，进而将计算的不平衡电流分配给单相电能质量治理装置。

或者，电能质量协调控制器检测到农网低压台区总进线的供电功率因数小于0.98时，向控制电路发送无功补偿电流指标，进而将计算的无功补偿电流分配给单相电能质量治理装置。