[发明专利]一种整车厂低压配电系统电能质量治理优化方法

说明书

本发明公开了一种整车厂低压配电系统电能质量治理优化方法。针对整车厂低压配电系统参数及负荷电能质量特性，通过对配电变压器电能质量扰动限值以及所带负荷的电能质量扰动发生量的计算确定满足电能质量考核要求的最低电能质量补偿度，并结合电能质量治理需求确定电能质量治理装置选型，再将不同容量配置下的电能质量治理方案的经济性作为约束条件，将投资回报率最大作为优化目标，在保证电能质量满足标准要求的前提下实现投资价值的最大化，为整车厂低压配电系统电能质量治理优化提供一种切实可行的方法。

技术领域

本发明属于电能质量技术领域，具体是涉及一种基于电能质量和经济性约束的整车厂低压配电系统电能质量治理优化方法。

背景技术

电能质量是电力工业产品的重要指标，涉及发、供、用各方面的权益。随着电力电子和装备制造技术的发展，以及用电需求的变化，电网中的电能质量扰动源用户逐渐增多，使得电网中的谐波、电压波动与闪变、三相不平衡等电能质量问题尤为突出。

整车厂汽车制造过程主要涉及冲压、焊接、涂装、总装等生产工艺，整个汽车制造流程紧密衔接，具有高度集成的特点，其大量使用数控冲床、等离子切割机床、多工位冲压机床、各类焊机以及大量的基于电力电子器件的变流器设备，不仅是电能质量扰动源也是典型的电能质量敏感设备，其中，谐波会使电压和电流畸变、增加电网损耗、计量仪出错、保护装置误动、引起自动跳闸将导致生产中断。三相不平衡会导致损耗增加、变压器利用率降低、单相过载保护等问题，而无功功率不仅会造成无功损耗，还会引起电压偏低，影响设备的正常运行。而任何一个制造工艺的供电故障、电气事故都会影响到上一个工艺或下一个工艺的正常运作，造成不必要的生产损失。

目前，在进行整车厂低压配电系统电能质量治理装置设计阶段，缺乏一套切实可行的电能质量治理优化方法，造成整车厂在后期运行过程中的电能质量治理效果不佳或者治理方案的经济效益较差等问题，导致整车厂因电能质量问题造成的损失逐年增加。

发明内容

本发明的目的是针对现有的整车厂低压配电系统设计时未能从设计层面系统有效地考虑电能质量治理方案的问题，提出一种基于电能质量和经济性约束的整车厂低压配电系统电能质量治理优化方法，即针对整车厂低压配电系统电能质量治理问题，以汽车制造过程产生的谐波、无功和三相不平衡等电能质量指标以及电能质量治理装置的投资回报率作为约束条件，为整车厂低压配电系统电能质量治理优化设计提供切实可行的方法。

为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：

一种整车厂低压配电系统电能质量治理优化方法，包括以下步骤：

S1.根据整车厂配电变压器供电区域内各用电设备类型及参数，计算用电设备的电能质量扰动发生量，包括谐波电流发生量I_h,n、无功电流发生量I_Q,n和不平衡电流发生量I_ε,n；

S2.对各用电设备产生的电能质量扰动发生量进行叠加，计算配电变压器下所有电能质量扰动源产生的总电能质量扰动发生量I_PQ；

S3.根据上级系统短路容量和配电变压器参数，计算该配电变压器低压系统的最小短路容量；基于该最小短路容量与电能质量考核限值标准，计算低压配电网总进线的电能质量扰动发生量限值；

S4.基于计算的配电变压器用电负荷电能质量扰动发生量以及电能质量扰动发生量限值，确定电能质量治理装置需要补偿的最小电能质量补偿需量I_PQC,limt和最小电能质量补偿度K_C,limt，并基于电能质量控制指标，结合电能质量治理装置的功能和经济性，进行电能质量治理装置选型；