[发明专利]一种供用电系统谐波隔离方法及其装置

摘要

本发明涉及一种供用电系统谐波隔离方法及装置，基于一种谐波治理技术。本方法包括设置可变电抗器和电容器串并联组件并接入谐波源入口；实时检测组件接入两端谐波含量和供用电工况；根据检测的谐波含量，动态控制串并联可变电抗器和电容器的参数，实现谐波有效隔离和在谐波源侧流动；根据供用电工况，动态调整串并可变电抗器和电容器的参数，实现供用电系统滤波指标达标和功率因数提高。本装置包括可变电抗器和电容器串并联单元、谐波隔离检测单元、谐波隔离控制单元、谐波隔离执行单元和谐波隔离保护单元。本发明用于电力谐波隔离、净化电网、改善电能质量、降损节能、提高供用电可靠性和电能利用效率，具有安全、环保、节能和增效的特点。

主权项

一种供用电系统谐波隔离方法，其特征在于：包括如下步骤：步骤一、设置可变电抗器和电容器串并联组件，形成具有谐波阻尼的串联通道和具有谐波流动的并联通道；其中，可变电抗器和电容器串并联组件包括：可变电抗器和电容器串联组件、可变电抗器和电容器并联组件；组件一：所述可变电抗器和电容器串联组件包括多个参数不同的电抗器和电容器串联支路并联而成谐波阻尼电路，阻尼谐波从谐波源侧向电网流动；并且每个电抗器和电容器串联支路中的元件参数应满足条件为：条件一：该串联支路中电抗器的感抗值大于等于电容器的容抗值，每个电抗器的感抗值和电抗器的内电阻值之比不低于100；条件二：每个电抗器和电容器串联支路的电压损耗以及不同串联支路并联组合的电压损耗不高于额定电压的5％；组件二：可变电抗器和电容器并联组件包括多个参数不同的电抗器和电容器并联而成谐波疏通和功率因数调整电路，按感性和容性无功功率容量配置电抗器和电容器的电抗值和容抗值；步骤二、将可变电抗器和电容器串并联组件接入谐波源入口，分离供用电系统中的谐波源和非谐波源，形成可以进行谐波隔离的含谐波源的非线性区域和不含谐波源的线性区域，具体是：三相可变电抗器和电容器串联组件由三个相互独立、对应元件参数相同的可变电抗器和电容器串联组件组成；三相可变电抗器和电容器串联组件的一端分别与谐波源入口谐波源侧的A,B,C某一相相连接，另一端分别与谐波源入口电网侧的对应相相连接；三相可变电抗器和电容器并联组件由三个相互独立、对应元件参数相同的可变电抗器和电容器并联组件组成，采用星形接线连接；三相可变电抗器和电容器并联组件的一端分别与谐波源入口谐波源侧的A,B,C中某一相相连接，另一端与并联组件星形接线的中性点N连接在一起；对于三相四线制系统，中性点N需要接入谐波源和电网的中性点连接线；步骤三、实时检测可变电抗器和电容器串并联组件接入电网和谐波源两端谐波含量和供用电工况，为动态谐波隔离提供控制信息；包括：电压谐波总畸变率、电流谐波总畸变率、2至31次电压谐波和电流谐波分别占基波的比重、三相电压、电流、有功功率、无功功率和功率因数；实时检测谐波含量和供用电工况的精度和响应时间满足电能质量监测的基本要求和技术标准；实时检测的可变电抗器和电容器串并联组件接入电网和谐波源两端的谐波含量和供用电工况，分别反映了不含谐波源的线性区域的电网侧和含谐波源的非线性区域的谐波源侧的电能质量和运行工况情况，同时体现出谐波隔离的效果；步骤四、根据检测的谐波含量，动态控制串并联可变电抗器和电容器的组合方式，实现谐波有效隔离和在谐波源侧流动，具体是在步骤二和步骤三的基础上，根据检测的谐波含量的大小，谐波隔离控制器按谐波阻尼正比控制原则，动态控制串并联可变电抗器和电容器的组合方式，即：当谐波含量增加时，相应增加谐波阻尼也就是增加串联电抗值；当谐波含量减少时，相应减少谐波阻尼也就是减少串联电抗值；步骤五、根据供用电工况，动态调整串并联可变电抗器和电容器的参数，实现供用电系统滤波指标达标和功率因数提高，具体是：根据检测的谐波含量和供用电工况，按可变电抗器和电容器串并联组合正比控制原则，动态调整串并联可变电抗器和电容器的组合方式和参数，即：当谐波源电流大、无功功率大时，相应增加可变电抗器和电容器串联组数和并联组数；当谐波源电流小、无功功率小时，相应减少可变电抗器和电容器串联组数和并联组数。