[发明专利]基于CPS的综合能源园区电能质量控制方法及系统

说明书

本公开提供一种基于CPS的综合能源园区电能质量控制方法及系统，该方法包括：当基于CPS的综合能源园区的供电系统发生谐振时，测量供电系统端口的电气信息，并根据电气信息确定谐振频率；检测供电系统中每个独立发电单元的电气信息，并计算每个独立发电单元的端口阻抗，绘制每个独立发电单元的频域阻抗曲线；提取频域阻抗曲线中各独立发电单元对应谐振频率的端口阻抗，并确定各独立发电单元对应谐振频率的端口阻抗的权重值；计算各独立发电单元对应谐振频率的端口阻抗的权重值与在供电系统在正常稳态条件下的端口阻抗的权重值之间的差值，将差值最大的独立发电单元确定为谐振源。

技术领域

本公开涉及综合能源控制领域，更具体地讲，涉及一种基于CPS的综合能源园区电能 质量控制方法及系统。

背景技术

园区的电能质量问题主要包括稳态电能质量和暂态电能质量两个方面，稳态电能质 量问题，包括三相电压不平衡、高次谐波以及长期的电压过高或过低等。暂态电能问题主要包括电压暂降和瞬时断电等。CPS园区的稳态电能质量问题往往是内部的整流设备 及非线性负荷引起的。该类设备会引入高次谐波，从而导致稳态电能质量的降低。稳态 电能质量稳态可以通过安装APF等设备予以改善。CPS园区的暂态电能质量稳态一般是由 系统短路故障、冲击性负荷的投切引起的。对于园区而言，部分精密设备对电压暂降、 瞬时断电比较敏感。传统上，一般采用机械切换开关实现供电母线的切换，然而机械开 关的动作较慢，容易造成断电时间超过设备所能耐受的最大值，从而导致园区运行受到 影响。因此，需要开发新的装置和技术，以保证CPS园区的供电质量。波形畸变是由于流 过电网中非线性负荷的电流与加诸其上的电压不成线性关系，且这种畸变具有周期性， 任何周期性或准周期性的畸变波形都能够用傅里叶级数表示，其中，频率为基波频率整 数倍的分量被称为谐波，非基波频率整数倍的分量被称为分数谐波或间谐波，频率低于 工频的间谐波又被称为次谐波。

CPS园区供电模式呈现多种形态，而多种新能源的引入，极易造成园区电网系统出现 谐振，功率波动等典型的电能质量问题，因此对CPS园区电能质量问题进行快速识别。当园区供电系统某一元件出现持续性功率波动并且这一波动频率接近系统固有谐振频率时，就可能引起大范围的波动。引起持续性功率波动的原因可能有多种，包括变流器参数整 定错误、电机励磁系统故障以及双馈风力发电机非同期并网等。处理这一类谐振的有效 方法是在谐振发生时找到扰动源。如何对影响CPS园区电能质量的关键因素，即产生谐振 的扰动源，进行快速有效的识别成为亟待解决的技术问题。

发明内容

本公开的实施例的目的在于提供一种基于CPS的综合能源园区电能质量控制方法及系统，能快速有效的识别产生谐振的扰动源。

第一方面，本发明提供一种基于CPS的综合能源园区电能质量控制方法，包括：当基于CPS的综合能源园区的供电系统发生谐振时，测量供电系统端口的电气信息，并根 据所述电气信息确定谐振频率；

检测所述供电系统中每个独立发电单元的电气信息，并计算每个独立发电单元的端 口阻抗，绘制每个独立发电单元的频域阻抗曲线；

提取所述频域阻抗曲线中各独立发电单元对应所述谐振频率的端口阻抗，并根据各 独立发电单元的端口阻抗以及与独立发电单元属于相同类别的发电单元的总阻抗，确定 各独立发电单元对应所述谐振频率的端口阻抗的权重值；

计算各独立发电单元对应所述谐振频率的端口阻抗的权重值与在所述供电系统在正 常稳态条件下的端口阻抗的权重值之间的差值，将差值最大的独立发电单元确定为谐振 源。

进一步地，所述当基于CPS的综合能源园区的供电系统发生谐振时，测量供电系统端口的电气信息，并根据所述电气信息确定谐振频率的步骤包括：

当基于CPS的综合能源园区的供电系统发生谐振时，测量供电系统端口的电压以及 电流，根据所述电压以及电流的幅值、相位信息进行离散傅里叶分析，确定谐振频率；所述电气信息包括电压以及电流。