[发明专利]一种无功补偿与谐波抑制节能协调控制方法

权利要求书

1.一种无功补偿与谐波抑制节能协调控制方法，其特征在于，考虑节能设备容量前提下，基于无功补偿节能和谐波抑制节能的特性，计算两种节能方法的最优调整控制方法，包括以下步骤：

S1：以T为电能质量治理周期采集输入端电流数据、电压数据，负荷侧电流、电压数据、有功功率数据、无功功率数据以及直流侧电容电压数据；

S2：计算并判断负荷功率因数是否小于设定阈值或负荷侧电压总谐波畸变率是否超过设定阈值；若是，进入S3；否则待下一个电能质量治理周期重新进入S1；

S3：将S1和S2得到的数据输入优化算法中得出的串联电力电子变换装置与并联电力电子变换装置输出最优调整参数，得到相应的补偿信号；

S4：基于S3得到的补偿信号，对串联电力电子变换装置补偿电压与并联电力电子变换装置补偿电流的输出进行调整；

其中，所述S3的优化算法包括以下步骤：

S31：计算串联电力电子变换装置的视在功率，其计算公式为：

，

式中， S_{series_APF}为串联电力电子变换装置的视在功率， U_comp0为加在串联电力电子变换装置两端的基波电压， I_s0为串联电力电子变换装置的输出基波电流， U_compi为加在串联电力电子变换装置两端的各次谐波电压， I_si为串联电力电子变换装置的输出各次谐波电流；

S32：计算并联电力电子变换装置的视在功率，其计算公式为：

，

式中， S_{shunt_APF}为并联电力电子变换装置的输入视在功率， U_L0为并联电力电子变换装置两端的基波电压，I_comp0为流过并联电力电子变换装置的基波电流，U_Li为并联电力电子变换装置两端的各次谐波电压， I_compi为流过并联电力电子变换装置的各次谐波电流，I_p为维持直流侧电容电压恒定电流分量，λ为补偿谐波频率上限；

S33：计算节能设备运行时的损耗功率，其计算公式为：

S_d= S_{series_APF}- S_{shunt_APF}，

S34：设定总节能效益优化目标函数，其计算公式为：

W=αS_rc+βS_hs-S_d，

式中，W为总节能效益，α为无功补偿系数，β为谐波抑制系数， α+β=1，S_rc为无功补偿可产生的最大节能功率， S_hs为谐波抑制产生的最大节能功率；

S35：求解无功补偿系数α，谐波抑制系数β，进而求解补偿电压U_comp、补偿电流I_comp以及维持直流侧电容电压恒定电流分量I_p，使S34总节能效益W取得最大值。

2.根据权利要求1所述的无功补偿与谐波抑制节能协调控制方法，其特征在于，基于电能回馈的原理，节能设备进行电能质量治理后，若经计算得出仍有能量剩余，应通过并联电力电子变换装置进行电能回馈，使得电能质量治理后的负荷系统满足以下公式：

，

式中， I_si为企业配电变压器输入电流，U_si为企业配电变压器两端电压， I_Li为负荷侧电流，U_Li为负荷侧电压，n为谐波次数。