[发明专利]并联阻抗型装置治理背景谐波的方法

说明书

本发明公开了一种并联阻抗型装置治理背景谐波的方法，包括：根据母线所在系统的无功需量，确定阻抗型装置的基波无功补偿容量；根据母线的电压等级，确定阻抗型装置所承受的电压，再依据所需滤除谐波的次数和阻抗型装置的基波无功补偿容量，计算阻抗型装置中电容器组的总容抗和电抗器感抗；确定单个电容器的容抗，再根据母线电压、电容器组的容抗和无功补偿容量来确定电容器组中各电容器串并联的方式和支路数，获得阻抗型装置的结构；将获得的阻抗型装置并联在母线上，从而实现背景谐波的治理。该方法可以大幅地减少背景谐波电压在负荷母线上含量，从而减少或改善背景谐波电压对负荷下用电设备安全稳定运行的不利影响。

技术领域

本发明涉及背景谐波治理技术领域，尤其涉及并联阻抗型装置治理背景谐波的方法。

背景技术

随着新能源技术的大规模应用，光伏等新能源发电装机容量逐年提高，非线性用电负荷所占的比例逐步增大，造成配电网的谐波污染有逐步恶化的趋势。尤其在分布式光伏接入的配电网系统中，光伏逆变器的入口LCL滤波器与配电系统等效阻抗之间在某些频率范围内发生串并联谐振，如果在这些频率范围内有背景谐波的存在，就会对背景谐波进行放大，造成光伏逆变器入口LCL滤波器的谐振过电压，进一步导致其保护动作，造成光伏发电的解列；不仅如此，高频背景谐波电压还可能导致光伏逆变器孤岛保护的误动作。电力系统和用电设备的电力电子化程度日益提高的形式下，背景谐波还可能造成一些电压源型换流器过流跳电等问题。因此，对配电网治理背景谐波有很多的工程应用的需求。

对于背景谐波，必须采取有效的措施对其进行治理，通常采用在配电变压器低压出线处串联有源电力滤波器和装设隔离变压器两种方法。这两种方法均有不同程度的缺陷，APF是单体设备，容量有限，成本较高，并不适合直接串联在配电变压器低压出线处。而隔离变压器通常设置在重要负荷馈线上，使用范围有限，不能直接用于配电变压器低压出线处对整条负荷母线的背景谐波电压进行抑制。

发明内容

本发明的目的是提供一种并联阻抗型装置治理背景谐波的方法，可以大幅地减少背景谐波电压在负荷母线上含量，从而减少或改善背景谐波电压对负荷下用电设备安全稳定运行的不利影响。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种并联阻抗型装置治理背景谐波的方法，包括：

对于存在背景谐波治理需求和无功补偿需求的母线，根据母线所在系统的无功需量，确定阻抗型装置的基波无功补偿容量，所述阻抗型装置由电容器组与电抗器串联组成；

根据母线的电压等级，确定阻抗型装置所承受的电压，再依据所需滤除谐波的次数和阻抗型装置的基波无功补偿容量，计算阻抗型装置中电容器组的总容抗和电抗器感抗；

确定单个电容器的容抗，再根据母线电压、电容器组的容抗和无功补偿容量来确定电容器组中各电容器串并联的方式和支路数，获得阻抗型装置的结构；

将获得的阻抗型装置并联在母线上，从而实现背景谐波的治理。

该方法还包括：根据母线所在系统的背景谐波电压频率，确定所需滤除谐波的次数h。

所述计算阻抗型装置中电容器组的总容抗和电抗器感抗的公式为：

其中，h为所需滤除谐波的次数，Q_C为阻抗型装置的基波无功补偿容量，U_N为阻抗型装置所承受的电压，X_C、X_L分别对应为电容器组的总容抗、电抗器感抗。

所述确定单个电容器的容抗公式为：

其中，Q为额定容量，U_C,N为单个电容器的额定电压。