[发明专利]一种无功补偿与谐波抑制节能协调控制方法

说明书

本发明公开了一种无功补偿与谐波抑制节能协调控制方法，在每个电能质量治理周期内首先采集输入侧、负荷侧的电能数据信息，并判断是否出现无功过大和电压、电流谐波畸变的问题；其次利用以上数据，在补偿装置间能量动态平衡的限制下，以节能量最大化为最终目标，通过优化算法计算得到最优的功率因数值以及谐波频率补偿值，并生成协调两种节能方式的控制参数，从而调整串联电力电子变换装置和并联电力电子变换装置的补偿输出，对电路进行无功补偿节能和谐波抑制节能。本发明能够基于电能回馈原理协调无功补偿节能和谐波抑制节能两种节能方法，使得节能量最大化；同时考虑到两种节能方法的补偿装置能量损耗问题，有效降低配用电系统的电能损耗。

技术领域

本发明涉及节能控制技术领域，具体涉及一种无功补偿与谐波抑制节能协调控制方法。

背景技术

电力系统中不同类型的负荷特性差异较大，多种类型负荷的接入会影响电网运行的稳定性。如电动汽车等充电负荷、工厂供电负荷以及风电、光伏等分布式能源的接入为电网运行带来了更多不确定因素。此外，电力电子设备在运行的过程中会消耗较多的无功功率，并带来含量较高的谐波分量。电网运行时的功率因数值不断下降，谐波水平不断上升，引发了运行过程中的能量损耗问题。

为解决以上能量损耗问题，目前的技术方案主要采用交流输电技术（FACTS）装置电能质量问题进行针对性治理。如串联有源电力滤波器补偿谐波电压；并联有源电力滤波器补偿谐波电流；利用静止无功补偿装置（SVC）补偿无功等。通过对单一电能质量问题的治理，减小电网运行过程中一部分的能量损耗。

现有的技术大多仅考虑从单一角度进行电能治理节能，如电网稳压节能、无功补偿节能、谐波抑制节能，而没有协调多种节能方法。此外，在优化过程中对补偿装置的能量损耗问题考虑不足，无法实现节能效益最大化。

因此，现有技术还有待于改进和发展。

发明内容

本发明的目的是提供一种无功补偿与谐波抑制节能协调控制方法，在考虑设备容量前提下，基于补偿装置和系统间的能量输入、输出平衡，采用无功补偿节能与谐波抑制节能的装置，实现协调控制下的节能效益最大化目标。

为实现上述的目的，本发明的技术方案为：一种无功补偿与谐波抑制节能协调控制方法，其中，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。

所述的无功补偿与谐波抑制节能协调控制方法，其中，所述S3中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：

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