[发明专利]一种多电能质量治理装置协调控制系统

说明书

一种多电能质量治理装置协调控制系统，由多个电能质量治理装置(1)构成，安装在电网中重要敏感负荷或公共耦合点馈线的前端；每个电能质量治理装置(1)含有串联型治理单元(11)、并联型治理单元(12)和中央控制器(13)；串联型治理单元(11)与并联型治理单元(12)通过共用直流母线连接，中央控制器(13)与串联型治理单元(11)及并联型治理单元(12)连接。多个电能质量治理装置(1)联合运行使用时配有管理中心(2)。所述的管理中心(2)与所述的中央控制器(13)通信，管理中心(2)通过采集电网电压、负载电压和负载电流信息判断电网电能质量问题，协调运行多个电能质量治理装置(1)。

技术领域

本发明涉及一种电能质量调节设备。

背景技术

作为一种清洁的二次能源，电力在国民经济和日常生活中具有非常重要的作用，然而，随着社会科技的进步，现代工业生产逐渐趋于自动化与智能化，配电网结构也日益复杂，敏感负荷的种类、数量也逐渐增多，普通的供电质量已经不能够满足某些重要负荷的需求，因而对供电质量也提出了比以往更为严格的要求。这就要求供电部门采取措施提高供电质量，以保证重要负荷得到优质的电力供应。与此同时，由于各种电能质量治理装置需求的市场潜力极大，在实际应用中补偿效果明显，加上各种电力电子器件的性价比的不断提高，预计电能质量治理技术会有非常广阔的发展前景。

如图1所示，传统的统一电能质量调节器(Unified Power Quality Conditioner,UPQC)作为一种具有先进典型性的电能质量治理技术，将基于电压补偿原理的串联型治理技术和基于电流补偿原理的并联型治理技术结合，组成了一个综合性的电能质量治理装备，既可以补偿非线性负载的不对称和谐波，也可以补偿电网电压的不对称谐波，既可以减少非线性负荷对电网带来的电能污染，也可以为重要敏感负荷提供高质量的电力供应，可以解决大部分的电能质量问题，具有非常开阔的市场前景。

但是，传统的UPQC也存在一些限制，同时随着敏感负荷的种类、数量迅速增多，配电网结构也日趋复杂，电能质量的治理技术方面提出更为严格的要求。从治理装置功率的方面考虑，目前敏感负荷的容量越来越大，电压等级也越来越高，传统的UPQC装置功率受到电力电子器件的开关频率和通流能力的限制，在大功率的应用场合中电能质量治理效果不佳；从治理装置可靠性、灵活性方面考虑，目前传统的UPQC装置拓扑结构固定，串联治理单元与并联治理单元功能单调，电能质量同时治理困难，若治理装置故障则敏感负荷的高质量的电力供应失效。

因此，研究一种新型的多电能质量治理装置的串、并联协调控制策略是实现高压、大容量、高可靠性和灵活性的有效手段之一，同时也可以较好的解决器件开关频率与容量之间的矛盾。

文献“多台并联型APF联合补偿协调控制”(杨振宇，赵剑锋，唐国庆.电力系统及其自动化学报.2006,18(6):32-37.)中对多个并联型电能质量治理设备——有源电力滤波器装置的并联协调控制进行了研究，提出了多台有源电力滤波器的联合运行使用的控制方法，并通过控制实现了联合运行时的稳定性控制。此文献并没有对多个并联电能质量治理设备的功能复用进行研究，同时也没有串联型电能质量治理设备串并联联合运行的内容。

中国专利201310242709.8提出了一种SVG/APF并联运行的多机通信系统及方法，该专利主要针对多台SVG/APF设备通过局域网设备之间进行通信，从而实现各并联设备之间的协调输出。此专利中没有对串、并联型式的电能质量装备提出拓扑结构方案，并且由于其设计的局限性，无法对多台治理设备的运行提出集中控制或分散控制的协调控制方式，同时也无法对多台治理设备提供不同的功能指令分配的控制方案。

发明内容

本发明的目的是克服上述现有电能质量调节技术在多种类大容量敏感负荷应用场合的使用限制，立足于多个电能质量治理装置的串、并联拓扑结构优化和协同控制策略研究等问题，提出一种多电能质量治理装置协调控制系统，本发明可以提高电能质量治理系统的容量配置和补偿指标，同时也提高了电能质量治理系统的可靠性和灵活性。