本發(fā)明涉及電能質(zhì)量控制領(lǐng)域，特別涉及一種應(yīng)用于配網(wǎng)下的全控智能型電能質(zhì)量矯正裝置及矯正方法。

背景技術(shù)：

現(xiàn)代低壓配電網(wǎng)中，由于負(fù)載的多樣性表現(xiàn)，使得系統(tǒng)出現(xiàn)一系列電能質(zhì)量問題，例如：無功不足、三相不平衡以及諧波污染等。采用電力電子技術(shù)和控制技術(shù)相結(jié)合的現(xiàn)代svg在一定程度上能夠?qū)ε渚W(wǎng)系統(tǒng)中的無功、三相不平衡以及諧波實現(xiàn)高精度補償治理，且響應(yīng)速度很快，自身體積小，能夠避免與電力系統(tǒng)發(fā)生諧振，但是其成本高；tsc是將兩個反并聯(lián)晶閘管與補償電容器相串聯(lián)，通過投切電容器來補償無功功率的一種無功補償裝置，成本較低，但是只能實現(xiàn)無功的分級調(diào)節(jié)，不能抑制閃變和不平衡；電容器調(diào)補部分即在相線間接入容量不等的電容，主要用于三相不平衡負(fù)荷的平衡化補償，即有功平衡和無功補償，但是其只能對三相不平衡實現(xiàn)分級調(diào)節(jié)，在精度方面達(dá)不到相應(yīng)的要求。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種成本低、電能質(zhì)量治理效果好的應(yīng)用于配網(wǎng)下的全控智能型電能質(zhì)量矯正裝置，并提供一種應(yīng)用于配網(wǎng)下的全控智能型電能質(zhì)量矯正方法。

本發(fā)明解決上述問題的技術(shù)方案是：一種應(yīng)用于配網(wǎng)下的全控智能型電能質(zhì)量矯正裝置，包括有源部分、無源部分、控制器和互感器，有源部分包括靜止無功發(fā)生器，無源部分包括晶閘管投切電容器、電容器調(diào)補裝置，所述互感器安裝在三相電網(wǎng)與負(fù)載之間，互感器的信號輸出端與控制器相連，靜止無功發(fā)生器、晶閘管投切電容器、電容器調(diào)補裝置均并聯(lián)于三相電網(wǎng)，控制器分別與靜止無功發(fā)生器、晶閘管投切電容器、電容器調(diào)補裝置相連，互感器采集配電網(wǎng)中的電壓、電流模擬信號，通過控制器處理后，針對出現(xiàn)相應(yīng)的電能質(zhì)量問題，首先投入相應(yīng)無源部分進行治理，再控制有源部分投入，實現(xiàn)補償。

上述應(yīng)用于配網(wǎng)下的全控智能型電能質(zhì)量矯正裝置，所述靜止無功發(fā)生器采用三相四線制三電平拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。

上述應(yīng)用于配網(wǎng)下的全控智能型電能質(zhì)量矯正裝置，所述晶閘管投切電容器采用三相共補結(jié)構(gòu)。

上述應(yīng)用于配網(wǎng)下的全控智能型電能質(zhì)量矯正裝置，所述電容器調(diào)補裝置包括設(shè)置在相線與相線間及各相線與零線間的不等容量的電容器。

一種基于上述應(yīng)用于配網(wǎng)下的全控智能型電能質(zhì)量矯正裝置的矯正方法，包括以下步驟：

步驟一：將電能質(zhì)量問題分為a、b、c三類，其中a類為無功不足，b類為三相不平衡，c類為諧波污染；

步驟二：控制器接收互感器采集的電壓、電流模擬信號，對模擬信號進行處理，判斷出現(xiàn)的電能質(zhì)量問題類型，

若僅為a類，則進入步驟三；

若僅為b類，則進入步驟四；

若僅為c類，則進入步驟五；

若為a、b類，則對兩類電能質(zhì)量問題分別治理，首先處理b類問題，進入步驟四，b類問題處理完畢后再處理a類問題，進入步驟三；

若為a、c類，則對兩類電能質(zhì)量問題分別治理，首先處理a類問題，進入步驟三；a類問題處理完畢后再處理c類問題，進入步驟五；

若為b、c類，對兩類電能質(zhì)量問題分別治理，首先處理b類問題，進入步驟四；b類問題處理完畢后再處理c類問題，進入步驟五；

若為a、b、c類，則對三類電能質(zhì)量問題分別治理，首先處理b類問題，進入步驟四；b類問題處理完畢后再處理a類問題，進入步驟三，a類問題處理完畢后，由控制器依據(jù)采集的電壓、電流模擬信號，發(fā)出驅(qū)動信號，驅(qū)動靜止無功發(fā)生器治理剩余的三相不平衡量、無功缺額量以及諧波量；

步驟三：由控制器根據(jù)檢測出的無功電流值計算無功缺額量△q，如果△q<φ，φ為晶閘管投切電容器電容投切最小量，直接由控制器發(fā)出驅(qū)動信號，驅(qū)動靜止無功發(fā)生器實現(xiàn)無功的精確補償；若△q≥φ時，則由控制器根據(jù)△q與φ的差值計算晶閘管投切電容器電容投切量，并發(fā)出觸發(fā)信號ⅰ，觸發(fā)晶閘管投切電容器的晶閘管動作，實現(xiàn)晶閘管投切電容器無功分級補償，直至△q<φ，靜止無功發(fā)生器動作；

步驟四：由控制器根據(jù)檢測出的負(fù)序和零序電流值計算不平衡調(diào)節(jié)量△a，若△a＜ε，ε為電容器調(diào)補裝置最小不平衡調(diào)節(jié)量，直接由控制器發(fā)出驅(qū)動信號，驅(qū)動靜止無功發(fā)生器實現(xiàn)三相不平衡的精確補償；若△a≥ε，則由控制器根據(jù)△a與ε的差值計算電容器調(diào)補裝置調(diào)補量，并發(fā)出觸發(fā)信號ⅱ，觸發(fā)電容器調(diào)補裝置動作，實現(xiàn)不平衡量的部分調(diào)節(jié)，直至△a＜ε，靜止無功發(fā)生器動作；

步驟五：由控制器發(fā)出驅(qū)動信號，驅(qū)動靜止無功發(fā)生器并入低壓配電網(wǎng)，實現(xiàn)諧波的濾除。

本發(fā)明的有益效果在于：

1、本發(fā)明的矯正裝置將有源部分同無源部分結(jié)合起來，使用低成本的無源部分對出現(xiàn)的電能質(zhì)量問題進行粗略補償，再通過控制器發(fā)出驅(qū)動信號，驅(qū)動有源部分實現(xiàn)精確補償，由此可發(fā)揮有源和無源技術(shù)的共同優(yōu)勢，減小有源部分靜止無功發(fā)生器容量，從而減低裝置成本，提高裝置的補償精度，提高本裝置的性價比，具有很好的推廣使用價值。

2、本發(fā)明的矯正方法中，首先通過互感器采集配電網(wǎng)中的電壓、電流模擬信號，然后通過中央控制器處理計算得出電能質(zhì)量問題的類型，針對相應(yīng)的電能質(zhì)量問題，投入相應(yīng)無源部分對其進行粗略治理，再控制靜止無功發(fā)生器投入，達(dá)到精確補償?shù)哪康?，在滿足電能質(zhì)量治理要求的同時降低了控制成本。

附圖說明

圖1為本發(fā)明矯正裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明矯正方法中僅有一種電能質(zhì)量問題時的流程圖。

圖3為本發(fā)明矯正方法中具有多種電能質(zhì)量問題時的流程圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步的說明。

如圖1所示，一種應(yīng)用于配網(wǎng)下的全控智能型電能質(zhì)量矯正裝置，包括有源部分、無源部分、控制器和互感器1。

有源部分包括靜止無功發(fā)生器svg，靜止無功發(fā)生器svg采用三相四線制三電平拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，由igbt模塊組成，通過濾波電抗并入三相電網(wǎng)3，其中三相四線制svg直流側(cè)的中心點、a相、b相、c相分別同三相電網(wǎng)3的n點、a相、b相、c相連接；

無源部分包括晶閘管投切電容器tsc、電容器調(diào)補裝置2，所述晶閘管投切電容器tsc采用三相共補結(jié)構(gòu)，直接并聯(lián)于三相電網(wǎng)3，用于補償?shù)蛪号渚W(wǎng)中負(fù)載消耗的無功；所述電容器調(diào)補裝置2包括設(shè)置在相線與相線間及各相線與零線間的不等容量的電容器，實現(xiàn)有功平衡，用于治理三相不平衡和部分無功的補償。

所述互感器1安裝在三相電網(wǎng)3與負(fù)載之間，互感器1的信號輸出端與控制器相連，控制器結(jié)構(gòu)采用dsp+arm模式，以實現(xiàn)高速實時處理數(shù)據(jù)功能，控制器分別與靜止無功發(fā)生器svg、晶閘管投切電容器tsc、電容器調(diào)補裝置2相連，互感器1采集配電網(wǎng)中的電壓、電流模擬信號，通過控制器處理后，針對出現(xiàn)相應(yīng)的電能質(zhì)量問題，首先投入相應(yīng)無源部分進行治理，再控制有源部分投入，實現(xiàn)補償。

如圖2、圖3所示，一種應(yīng)用于配網(wǎng)下的全控智能型電能質(zhì)量矯正方法，包括以下步驟：

步驟一：將電能質(zhì)量問題分為a、b、c三類，其中a類為無功不足，b類為三相不平衡，c類為諧波污染。

步驟二：控制器接收互感器1采集的電壓、電流模擬信號，對模擬信號進行處理，根據(jù)瞬時無功功率理論檢測方法檢測出的相應(yīng)電流來判斷出現(xiàn)的電能質(zhì)量問題類型；（即：根據(jù)檢測方法檢測出的無功電流大小來判定是否存在無功不足問題；根據(jù)檢測結(jié)果中是否含有諧波電流來判定是否存在諧波污染問題；根據(jù)檢測結(jié)果中是否含有零序和負(fù)序電流來判定是否存在三相不平衡問題），

若僅為a類，則進入步驟三；

若僅為b類，則進入步驟四；

若僅為c類，則進入步驟五；

若為a、b類，則對兩類電能質(zhì)量問題分別治理，首先處理b類問題，進入步驟四，b類問題處理完畢后再處理a類問題，進入步驟三；

若為a、c類，則對兩類電能質(zhì)量問題分別治理，首先處理a類問題，進入步驟三；a類問題處理完畢后再處理c類問題，進入步驟五；

若為b、c類，對兩類電能質(zhì)量問題分別治理，首先處理b類問題，進入步驟四；b類問題處理完畢后再處理c類問題，進入步驟五；

若為a、b、c類，則對三類電能質(zhì)量問題分別治理，首先處理b類問題，進入步驟四；b類問題處理完畢后再處理a類問題，進入步驟三，a類問題處理完畢后，由控制器依據(jù)采集的電壓、電流模擬信號，發(fā)出驅(qū)動信號，驅(qū)動靜止無功發(fā)生器svg治理剩余的三相不平衡量、無功缺額量以及諧波量。

步驟三：由控制器根據(jù)檢測出的無功電流值計算無功缺額量△q，如果△q<φ，φ為晶閘管投切電容器tsc電容投切最小量，直接由控制器發(fā)出驅(qū)動信號，驅(qū)動靜止無功發(fā)生器svg實現(xiàn)無功的精確補償；若△q≥φ時，則由控制器根據(jù)△q與φ的差值計算晶閘管投切電容器tsc電容投切量，并發(fā)出觸發(fā)信號ⅰ，觸發(fā)晶閘管投切電容器tsc的晶閘管動作，實現(xiàn)晶閘管投切電容器tsc無功分級補償，直至△q<φ，靜止無功發(fā)生器svg動作。

步驟四：由控制器根據(jù)檢測出的負(fù)序和零序電流值計算不平衡調(diào)節(jié)量△a，若△a＜ε，ε為電容器調(diào)補裝置2最小不平衡調(diào)節(jié)量，直接由控制器發(fā)出驅(qū)動信號，驅(qū)動靜止無功發(fā)生器svg實現(xiàn)三相不平衡的精確補償；若△a≥ε，則由控制器根據(jù)△a與ε的差值計算電容器調(diào)補裝置2調(diào)補量，并發(fā)出觸發(fā)信號ⅱ，觸發(fā)電容器調(diào)補裝置2動作，實現(xiàn)不平衡量的部分調(diào)節(jié)，直至△a＜ε，靜止無功發(fā)生器svg動作。

步驟五：由控制器發(fā)出驅(qū)動信號，驅(qū)動靜止無功發(fā)生器svg并入低壓配電網(wǎng)，實現(xiàn)諧波的濾除。