配電網(wǎng)靜止同步補償器抑制電壓波動和諧波畸變的方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種配電網(wǎng)靜止同步補償器抑制電壓波動和諧波畸變的方法，該方法包括：檢測配電網(wǎng)PCC處電氣參數(shù)；計算接入同一PCC的DSTATCOMi的正序輸出無功，負(fù)序輸出無功，以及t次諧波輸出有功；計算PCC正序電壓，負(fù)序電壓，t次諧波電壓的補償參考值；計算基于統(tǒng)一阻抗構(gòu)造的DSTATCOMi虛擬正序電納，負(fù)序電納和諧波電導(dǎo)；計算DSTATCOMi的正序、負(fù)序和諧波輸出電流參考值；合成DSTATCOMi的輸出電流參考值，按照優(yōu)先級進行比例限流；合成DSTATCOMi控制系統(tǒng)的PWM信號進行脈沖寬度調(diào)制。本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)PCC電能質(zhì)量的綜合控制和配電網(wǎng)保護的合理配合，提高配電網(wǎng)局部和區(qū)域電壓質(zhì)量，確保配電網(wǎng)的安全和穩(wěn)定運行。
【專利說明】配電網(wǎng)靜止同步補償器抑制電壓波動和諧波畸變的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】:
[0001]本發(fā)明屬于屬電氣工程、分布式發(fā)電、主動配電網(wǎng)和電能質(zhì)量治理領(lǐng)域，涉及一種利用統(tǒng)一阻抗構(gòu)建技術(shù)實現(xiàn)多配電網(wǎng)靜止同步補償器無互聯(lián)線并聯(lián)運行抑制配電網(wǎng)公共母線電壓波動和諧波畸變的控制方法。
【背景技術(shù)】:
[0002]傳統(tǒng)的配電網(wǎng)通常依靠靈活的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和較大的容量裕度來應(yīng)對負(fù)荷的不確定性，以保證電力系統(tǒng)的安全可靠，其運行控制方法相對簡單。近十幾年來，電力電子技術(shù)的快速發(fā)展解決了分布式電源(distributed generat1n, DG)在中低壓配電網(wǎng)的并網(wǎng)運行問題，促進了 DG越來越多的應(yīng)用在電力系統(tǒng)各層級上。但是，傳統(tǒng)的配電網(wǎng)仍然存在可再生能源消納能力不足、一次網(wǎng)架薄弱、自動化水平不高、調(diào)度方式落后以及用電互動化水平較低等問題，嚴(yán)重制約了 DG的高度滲透，不利于能源結(jié)構(gòu)的優(yōu)化調(diào)整。面對負(fù)荷增長緩慢、配電網(wǎng)發(fā)展空間資源有限、網(wǎng)絡(luò)規(guī)模較難擴展的現(xiàn)狀，主動配電網(wǎng)(active distribut1nnetwork, AND)技術(shù)應(yīng)運而生，旨在解決電網(wǎng)兼容及應(yīng)用大規(guī)模間歇式可再生能源提升綠色能源利用率、優(yōu)化一次能源結(jié)構(gòu)等問題。
[0003]傳統(tǒng)的被動式配電網(wǎng)采用就地消納間歇式能源模式。當(dāng)DG接入配電網(wǎng)后，由于DG具有間歇性、隨機性、非線性等特征，若間歇式能源所發(fā)電力過剩，配電網(wǎng)本身沒有調(diào)節(jié)能力無法上送配電網(wǎng)，只能降低其出力運行。而主動配電網(wǎng)具有消納間歇式能源的調(diào)節(jié)能力，若間歇式能源所發(fā)電力過剩，在滿足配電網(wǎng)運行約束的條件下通過柔性負(fù)荷以及多層次電網(wǎng)的分層消納能力消納過剩的能源。然而，這會導(dǎo)致配電網(wǎng)出現(xiàn)潮流反向，可能引起配電網(wǎng)PCC出現(xiàn)電壓波動、閃變、電壓畸變等暫態(tài)電能質(zhì)量問題，嚴(yán)重影響配電網(wǎng)的電能質(zhì)量及供電可靠性。此外，配電網(wǎng)本身的弱電網(wǎng)特點以及故障、負(fù)載不平衡突變等情況會加劇配電網(wǎng)的諧波、三相電壓不平衡、電壓跌落等問題，使PCC處電能質(zhì)量變差，直接影響負(fù)載和DG的安全和穩(wěn)定運行。
[0004]為了適應(yīng)主動配電網(wǎng)對電能質(zhì)量靈活控制的新的要求，最有效的方法就是在配電網(wǎng)裝設(shè)電能質(zhì)量治理設(shè)備，綜合控制配電網(wǎng)局部和區(qū)域的電能質(zhì)量。其中，配電網(wǎng)靜止同步補償器(DSTATC0M)作為一種成熟有效的電能質(zhì)量控制裝置，受到越來越多的關(guān)注?，F(xiàn)有的DSTATC0M控制方法主要以電流反饋環(huán)節(jié)實現(xiàn)補償電網(wǎng)正序無功電流以及諧波電流。采用這類控制方法的DSTATC0M雖然設(shè)計思路簡單清晰，但是缺少對于PCC不平衡電壓的治理，無法有效的抑制PCC電壓畸變，尤其當(dāng)其安裝在DG附近時其補償效果會大受影響，并且，難以實現(xiàn)多DSTATC0M的安全可靠并聯(lián)運行，這一切都與主動配電網(wǎng)的要求不相符。

【發(fā)明內(nèi)容】
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[0005]本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的上述不足，提供一種利用統(tǒng)一阻抗構(gòu)建技術(shù)(Universal impedance shape, UIS)實現(xiàn)多配電網(wǎng)靜止同步補償器無互聯(lián)線并聯(lián)運行,解決主動配電網(wǎng)公共母線電壓波動和諧波畸變問題的控制方案。本發(fā)明的技術(shù)方案如下:[0006]一種配電網(wǎng)靜止同步補償器抑制電壓波動和諧波畸變的方法，包括以下步驟:
[0007]I)步驟1，檢測配電網(wǎng)PCC處正序、負(fù)序和t次諧波電壓的瞬時值以及DSTATCOMi輸出正序、負(fù)序和t次諧波電流瞬時值，并分別轉(zhuǎn)化至兩相靜止坐標(biāo)系的對應(yīng)值νΡ，α0、νΝ； α 0、vtH，α 0以及iP，i，α g >iN；i； α e、itH，i，α β ;計算PCC處的正序電壓模值Vp、負(fù)序電壓模值Vn以及t次諧波電壓模值VtH ;計算PCC處的abc三相電壓方均根值VKMS、t次電壓諧波含有率VTHDtll、正序電壓和負(fù)序電壓的相角差f以及abc三相電壓模值\、\、\ ;其中，t=3, 5, 7 ；
[0008]2)步驟2，計算接入同一 PCC的DSTATCOMi的正序輸出無功Qm，負(fù)序輸出無功Qiu,以及t次諧波輸出有功PtIU，DSTATCOMi表示接入同一 PCC的第i個DSTATC0M ；
[0009]3)步驟3，計算PCC正序電壓I,:，負(fù)序電壓<，t次諧波電壓的補償參考值VTlIDln '
[0010]4)步驟4，設(shè)Iiiu為DSTATCOMi的正序無功分配系數(shù)，Iiiu為DSTATCOMi的負(fù)序無功分配系數(shù)，ntH；i為DSTATCOMi的t次諧波有功分配系數(shù)；ke，P為DSTATCOMi的正序電壓誤差比例系數(shù)，ke；N為DSTATCOMi的電壓不平衡度誤差比例系數(shù)，ke；tH為DSTATCOMi的t次諧波含有率誤差比例系數(shù)分別為DSTATCOMi的正序電納Yiu構(gòu)造環(huán)節(jié)的比例系數(shù)和積分系數(shù)，kP，N、kI；N分別為DSTATCOMi的負(fù)序電納Yiu構(gòu)造環(huán)節(jié)的比例系數(shù)和積分系數(shù)，kP，tH、kI；tH分別為DSTATCOMi的諧波電導(dǎo)Gtiu構(gòu)造環(huán)節(jié)的比例系數(shù)和積分系數(shù)，則YN；i> Gtiu表示為:
【權(quán)利要求】
1.一種配電網(wǎng)靜止同步補償器抑制電壓波動和諧波畸變的方法，包括以下步驟: 1)步驟1，檢測配電網(wǎng)PCC處正序、負(fù)序和t次諧波電壓的瞬時值以及DSTATCOMi輸出正序、負(fù)序和t次諧波電流瞬時值，并分別轉(zhuǎn)化至兩相靜止坐標(biāo)系的對應(yīng)值α eα e、vtH； α 0以及ip，i，a e > iNj i, a 0 a 0 ;計算PCC處的正序電壓模值Vp、負(fù)序電壓模值Vn以及t次諧波電壓模值VtH ;計算PCC處的abc三相電壓方均根值Vems、t次電壓諧波含有率VTHDtH、正序電壓和負(fù)序電壓的相角差-1以及abc三相電壓模值Va、Vb、V。；其中，t=3, 5,7 ； 2)步驟2，計算接入同一PCC的DSTATCOMi的正序輸出無功Qiu，負(fù)序輸出無功Qiu，以及t次諧波輸出有功PtIU，DSTATCOMi表示接入同一 PCC的第i個DSTATC0M ； 3)步驟3，計算PCC正序電壓<，負(fù)序電壓g, t次諧波電壓的補償參考值削找?: 4)步驟4，設(shè)Iiiu為DSTATCOMi的正序無功分配系數(shù)，Iiiu為DSTATCOMi的負(fù)序無功分配系數(shù)，ntH；i為DSTATCOMi的t次諧波有功分配系數(shù)；ke，P為DSTATCOMi的正序電壓誤差比例系數(shù)，ke；N為DSTATCOMi的電壓不平衡度誤差比例系數(shù)，ke；tH為DSTATCOMi的t次諧波含有率誤差比例系數(shù)Apk1J分別為DSTATCOMi的正序電納Yiu構(gòu)造環(huán)節(jié)的比例系數(shù)和積分系數(shù)，kP，N、kI；N分別為DSTATCOMi的負(fù)序電納Yiu構(gòu)造環(huán)節(jié)的比例系數(shù)和積分系數(shù)，kP，tH、kI；tH分別為DSTATCOMi的諧波電導(dǎo)Gtiu構(gòu)造環(huán)節(jié)的比例系數(shù)和積分系數(shù)，則YP，1、YN；i> Gtiu表示為:
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的配電網(wǎng)靜止同步補償器抑制電壓波動和諧波畸變的方法，步驟7)中，根據(jù)負(fù)載要求，對電壓有效值敏感的負(fù)荷，包含電子計算機、可編程控制器，優(yōu)先補償正序電 壓；對電壓不平衡敏感的負(fù)荷，包含感應(yīng)電動機、功率變換器，優(yōu)先補償負(fù)序電壓；對諧波電壓敏感的負(fù)荷，包含電容器，優(yōu)先抑制諧波電壓；在滿足優(yōu)先電壓質(zhì)量指標(biāo)之后，剩余容量滿足次要電壓質(zhì)量指標(biāo)，對電流參考進行成比例限制。
【文檔編號】H02J3/01GK104037777SQ201410145609
【公開日】2014年9月10日 申請日期:2014年4月11日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月11日
【發(fā)明者】李永麗, 張瑋亞 申請人:天津大學(xué)