無源諧波抑制的方法及系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)領(lǐng)域，尤其涉及一種無源諧波抑制的方法及系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前，隨著整流設(shè)備、電弧設(shè)備、照明設(shè)備和家用電子設(shè)備等非線性負載的廣泛應 用，電力系統(tǒng)中的諧波問題日益加劇。這些設(shè)備構(gòu)成諧波電流源，向電網(wǎng)注入大量諧波電 流，引起電網(wǎng)的電能質(zhì)量下降，影響其他用戶的正常運行，嚴重時，甚至會危害電網(wǎng)運行的 安全性。為了防止這些危害，就需要對電力系統(tǒng)中的諧波進行抑制，以達到改善電網(wǎng)電能質(zhì) 量的目的。電網(wǎng)諧波抑制方法大體上可以分為有源濾波方法和無源濾波方法，結(jié)合成本等 因素考慮，無源濾波方法應用得更為廣泛。目前的無源濾波方法中的自動投切控制方法，都 是基于無功容量或者總電流大小來進行的，如中國專利申請?zhí)枮?01110417467. 2中的專 利文獻中就揭示了一種無源濾波器無功補償容量分配及支路投切方法。但這樣的控制方法 并不精確，是基于無功補償?shù)牟呗赃M行的，對于一些高功率因數(shù)、高諧波含量的情況而言， 并不能有效準確地補償諧波。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明實施例的目的在于提供一種通過無源諧波抑制的方法及系統(tǒng)，旨在解決現(xiàn) 有的無源諧波抑制系統(tǒng)無法準確抑制諧波的問題。
[0004] 本發(fā)明實施例是這樣實現(xiàn)的，一種無源諧波抑制系統(tǒng)的控制方法，所述無源諧波 抑制系統(tǒng)包括兩端分別連接電網(wǎng)和負載的總線路、多條濾波支路和控制模塊；所述總線路 負載端或電網(wǎng)端設(shè)置總電流檢測器，用于檢測總線路的電流信息并反饋至控制模塊，所述 總線路電網(wǎng)端設(shè)有總線路電感；所述各濾波支路分別設(shè)置支路電流檢測器，用于檢測各支 路的電流信息并反饋至控制模塊；所述方法包括如下步驟：
[0005] S20:控制模塊根據(jù)總電流檢測器和支路電流檢測器反饋的電流信息分析總線路 和各濾波支路的電流成分；
[0006] S30 :根據(jù)所述分析的總線路和各濾波支路的電流成分，控制各濾波支路的開關(guān)。
[0007] 進一步地，所述步驟S20包括：
[0008] 計算總線路的電流諧波的次數(shù)和幅值、電網(wǎng)電流諧波的次數(shù)和幅值、各濾波支路 的電流諧波的次數(shù)和幅值；
[0009] 計算電網(wǎng)電流的實時諧波含量THD_。
[0010] 進一步地，所述步驟S30包括：
[0011] 根據(jù)所述分析的各濾波支路的電流成分，判斷電網(wǎng)是否產(chǎn)生諧振；
[0012] 當電網(wǎng)產(chǎn)生諧振，且諧振電流、。^^大于該類濾波支路的電流保護設(shè)定值I 時，控制該類濾波支路進入故障狀態(tài)直至等待一預設(shè)時間后或故障解除。
[0013] 進一步地，所述根據(jù)分析的總線路和各濾波支路的電流成分，控制各濾波支路的 開關(guān)還包括：
[0014] 判斷各濾波支路的電流Ira是否大于或等于各濾波支路的電流保護設(shè)定值 ILCkmax?
[0015] 當某類濾波支路的電流Ira大于或等于該濾波支路的電流保護設(shè)定值，且該 類濾波支路沒有完全投入時，增大該類濾波支路的投入；
[0016] 當某類濾波支路的電流Ira大于或等于該濾波支路的電流保護設(shè)定值，且該 類濾波支路已完全投入時，進入故障狀態(tài)直至等待一預設(shè)時間后或故障解除。
[0017] 進一步地，所述根據(jù)分析的總線路和各濾波支路的電流成分，控制各濾波支路的 開關(guān)還包括：
[0018] 當THD_大于或等于預設(shè)的最大值THD_，且該類濾波支路沒有完全投入時，投入 新的濾波支路；
[0019] 當THD_小于或等于預設(shè)的最小值THDmin，且該類支路沒有完全切除、未出現(xiàn)連續(xù) 預設(shè)次數(shù)的切出即合時，逐步切出該類支路；
[0020] 當THD_小于或等于預設(shè)的最小值THDmin，且出現(xiàn)連續(xù)預設(shè)次數(shù)的切出即合時，調(diào) 低最小值THDmin。
[0021] 本發(fā)明還提出一種無源諧波抑制的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括總線路、多條濾波支路、總 線路電感、總電流檢測器、支路電流檢測器和控制模塊；其中，
[0022] 所述總線路兩端分別連接電網(wǎng)和負載；
[0023] 所述濾波支路分別連接在總線路上；
[0024] 總線路電感設(shè)置在電網(wǎng)端；
[0025] 所述總電路檢測器設(shè)置在電網(wǎng)端或負載端，用于檢測總線路的電流信息并反饋至 控制模塊；
[0026] 所述各濾波支路分別設(shè)有支路電流檢測器，用于檢測各濾波支路的電流信息并反 饋至控制模塊；
[0027] 所述控制模塊，用于根據(jù)總電流檢測器和支路電流檢測器反饋的電流信息分析總 線路和各濾波支路的電流成分；并根據(jù)所述分析的總線路和各濾波支路的電流成分，控制 各濾波支路的開關(guān)。
[0028] 進一步地，，所述控制模塊包括：
[0029] 計算單元，用于計算總線路的電流諧波的次數(shù)和幅值、電網(wǎng)電流諧波的次數(shù)和幅 值、各濾波支路的電流諧波的次數(shù)和幅值；以及計算電網(wǎng)電流的實時諧波含量THDn"。
[0030] 進一步地，，所述控制模塊包括：
[0031] 諧振控制單元，用于根據(jù)所述分析的各濾波支路的電流成分，判斷電網(wǎng)是否產(chǎn)生 諧振；以及當電網(wǎng)產(chǎn)生諧振，且諧振電流于該類濾波支路的電流保護設(shè)定值I 時，控制該類濾波支路進入故障狀態(tài)直至等待一預設(shè)時間后或故障解除。
[0032] 進一步地，，所述控制模塊還包括：
[0033] 支路超限控制單元，用于判斷各濾波支路的電流Ira是否大于或等于各濾波支路 的電流保護設(shè)定值Ind以及當某類濾波支路的電流I大于或等于該濾波支路的電流保 護設(shè)定值，且該類濾波支路沒有完全投入時，增大該類濾波支路的投入。
[0034] 進一步地，，所述控制模塊還包括：
[0035] 諧波含量控制單元，用于當THDn"大于或等于預設(shè)的最大值THD_，且該類濾波支 路沒有完全投入時，投入新的濾波支路；以及當THDnOT小于或等于預設(shè)的最小值THD min，且 該類支路沒有完全切除、未出現(xiàn)連續(xù)預設(shè)次數(shù)的切出即合時，逐步切出該類支路；當THDnOT 小于或等于預設(shè)的最小值THDmin，且出現(xiàn)連續(xù)預設(shè)次數(shù)的切出即合時，調(diào)低最小值THDmin。
[0036] 本發(fā)明實施例提供了新的無源諧波抑制的方法，控制模塊通過分析總線路和濾波 支路的電流成分，并根據(jù)分析結(jié)果對濾波支路實現(xiàn)智能投切，可使諧振風險得到有效控制。
【附圖說明】
[0037] 圖1是本發(fā)明實施例一提供的無源諧波抑制的方法應用的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖；
[0038] 圖2是本發(fā)明實施例一提供的無源諧波抑制的方法的流程圖；
[0039] 圖3是本發(fā)明實施例一提供的無源諧波抑制的方法的另一流程圖；
[0040] 圖4是本發(fā)明實施例二提供的無源諧波抑制的系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖；
[0041] 圖5是本發(fā)明實施例二提供的無源諧波抑制的系統(tǒng)中控制模塊的結(jié)構(gòu)圖。
【具體實施方式】
[0042] 為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對 本發(fā)明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并 不用于限定本發(fā)明。
[0043]實施例一
[0044] 本發(fā)明實施例一提出一種無源諧波抑制的方法，應用于智能型無源諧波抑制系 統(tǒng)，如圖1所示，該無源諧波抑制系統(tǒng)包括總線路、控制模塊和多條濾波支路，其中，每一濾 波支路包括串聯(lián)的支路電感Ln、支路電容Cn和投切開關(guān)，總線路包括主線路電感Lm，主線 路電感Lm -端聯(lián)接各濾波支路的連結(jié)點，另一端聯(lián)接總線路電網(wǎng)端，濾波支路和總線路上 分別設(shè)置支路檢測器和總電流檢測器?？刂颇K與總電流檢測器連接，接收反饋的總線路 的電流信息；控制模塊還與各支路檢測器連接，分別接收各支路檢測器反饋的各濾波支路 的電流信息?？刂颇K同時與各濾波支路的投切開關(guān)連接，根據(jù)輸出總電路和各濾波支路 的電流信息對各個投切開關(guān)進行控制。
[0045] 其中，主線路電感Lm起到增強系統(tǒng)線路阻抗的作用。支路電感Ln提供諧波低阻 抗通路；支路電容Cn提供諧波低阻抗通路；投切開關(guān)實現(xiàn)投切功能，并將通斷情況反饋給 控制模塊。總電流檢測器是電流檢測設(shè)備，與各支路檢測器一同實現(xiàn)諧振判斷功能?？刂?