本發(fā)明涉及電能質(zhì)量控制
技術(shù)領(lǐng)域：
，尤其涉及一種配電臺區(qū)的電能質(zhì)量控制方法。
背景技術(shù)：
：隨著經(jīng)濟與社會的發(fā)展，380v/220v配電網(wǎng)負荷的多樣性越來越強。首先，隨著空調(diào)、洗衣機等大量電機驅(qū)動家用電器的應(yīng)用，配電網(wǎng)功率因數(shù)趨于降低，例如洗衣機所使用的單相感應(yīng)電機的功率因數(shù)不足0.7，其工作時需要從電網(wǎng)吸收大量的無功功率，不僅增加了線損，而且拉低了系統(tǒng)電壓，影響客戶正常用電。其次，為了提高性能、效能，家用電器的變頻化程度越來越高。變頻器在工作過程中會產(chǎn)生諧波，特別是采用晶閘管整流的變頻器，3次、5次等低次諧波含量大；3次諧波呈現(xiàn)零序特性，在中性線疊加可能造成中性線過載，造成中性線燒毀，進而導(dǎo)致過電壓導(dǎo)致用戶電器損毀。最后，低壓負荷是單相負荷與三相負荷的集合，更以單相負荷居多。負荷分配不均勻、用戶用電的隨機性大等，造成三相負荷不平衡，不僅導(dǎo)致中性點電位漂移、過電壓、低電壓問題，而且造成損耗增加。綜上，解決低功率因數(shù)、諧波、三相負荷不平衡等電能質(zhì)量問題，對于提高配電網(wǎng)的安全、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟運行具有現(xiàn)實意義。對于配電臺區(qū)而言，進行電能質(zhì)量控制的設(shè)備基本是低壓無功補償裝置，安裝在配變低壓側(cè)。低壓無功補償裝置是由電容器組、投切開關(guān)(接觸器、晶閘管、復(fù)合開關(guān)等)和控制器組成?？刂破魍ㄟ^采集電壓、電流、有功功率、無功功率、功率因數(shù)等，根據(jù)控制目標(biāo)(功率因數(shù)、無功功率、無功電流)自動投切電容器，實現(xiàn)無功功率補償和電壓質(zhì)量改善。低壓無功補償裝置在實際運行中存在諸多問題。一是故障率高。部分電容器組不能實現(xiàn)過零投切，投切過程中存在過電壓、過電流沖擊；部分臺區(qū)負荷波動大，電容器組需要頻繁投切，但由于電容器組在下一次投入之前必須進行充分放電，無法滿足頻繁投切的要求。此外，隨著配網(wǎng)諧波含量越來越高，電容器組諧振問題越來越多，諧振過電壓、過電流也是導(dǎo)致電容器故障的主要原因之一。二是控制效果不佳。目前，低壓無功補償裝置容量一般按配變?nèi)萘康?0％配置，分2-4組，有級調(diào)節(jié)。當(dāng)配變輕載運行時，電容器可能存在無法投入，或反復(fù)投入(即投入后超調(diào)，未投入欠調(diào))問題，導(dǎo)致配變經(jīng)濟運行能力下降。近年來，采用電力電子技術(shù)的電能質(zhì)量控制技術(shù)取得飛速發(fā)展，如svg(靜止無功發(fā)生器)、apf(有源濾波器)、dvr(動態(tài)電壓恢復(fù)器)等，并在工業(yè)、廠礦、新能源發(fā)電等領(lǐng)域得到越來越廣泛的應(yīng)用。上述技術(shù)具有電能質(zhì)量控制效果好、動態(tài)響應(yīng)速度快等優(yōu)點，但也存在一定的不足，影響了其在配電臺區(qū)的應(yīng)用，主要障礙就是價格高，雖然近年來電力電子器件的價格持續(xù)降低，但其價格仍高出電容器等無源器件數(shù)倍，無法在供電企業(yè)廣泛應(yīng)用。因此，把傳統(tǒng)的低壓無功補償裝置與電力電子技術(shù)的有點有機結(jié)合，并針對配電臺區(qū)的特點，設(shè)計新的電路結(jié)構(gòu)，對于解決目前配電臺區(qū)存在的低功率因數(shù)、諧波、三相不平衡問題具有創(chuàng)新價值。技術(shù)實現(xiàn)要素：本發(fā)明實施例提供了一種配電臺區(qū)的電能質(zhì)量控制方法，解決了目前配電臺區(qū)普遍采用的進行電能質(zhì)量控制的低壓無功補償裝置因故障率高、控制效果不佳而最終導(dǎo)致配變經(jīng)濟運行能力下降的技術(shù)問題。本發(fā)明實施例提供的一種配電臺區(qū)的電能質(zhì)量控制方法，包括：有源電路、無源電路、二次控制系統(tǒng)，有源電路與無源電路并聯(lián)連接于臺區(qū)配電和負荷間的配電線路，二次控制系統(tǒng)與有源電路、無源電路連接；有源電路包括電壓源變流器，無源電路包括濾波器；方法步驟包括：檢測配電線路的負載電流和電壓，并根據(jù)負載電流和電壓計算負載功率因數(shù)、負序電流、零序電流和諧波電流；將負載功率因數(shù)的有級調(diào)節(jié)部分作為無源電路的投切指令，對無源電路的投切進行控制；將負載功率因數(shù)的無級調(diào)節(jié)部分、負序電流、零序電流和諧波電流作為有源電路的控制指令電流，對有源電路的變流器進行控制。可選地，對無源電路的投切進行控制包括：對無源電路的投切按照先投后切的順序進行控制?？蛇x地，對有源電路的投切進行控制包括：對有源電路的投切根據(jù)補償量的預(yù)設(shè)的優(yōu)先級進行控制。可選地，預(yù)設(shè)的優(yōu)先級的順序為：零序電流、負序電流、2次諧波電流及4次～10次諧波電流、3次諧波電流、無功電流。從以上技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明實施例具有以下優(yōu)點：本發(fā)明實施例提供了一種配電臺區(qū)的電能質(zhì)量控制方法，包括：檢測配電線路的負載電流和電壓，并根據(jù)負載電流和電壓計算負載功率因數(shù)、負序電流、零序電流和諧波電流；將負載功率因數(shù)的有級調(diào)節(jié)部分作為無源電路的投切指令，對無源電路的投切進行控制；將負載功率因數(shù)的無級調(diào)節(jié)部分、負序電流、零序電流和諧波電流作為有源電路的控制指令電流，對有源電路的變流器進行控制，本發(fā)明實施例中通過結(jié)合供電企業(yè)配電臺區(qū)電能質(zhì)量的特點，根據(jù)城市三相四線配電臺區(qū)負荷特性，將功率因數(shù)分配到無源電路部分作為無源電路部分的投切指令，將負序電流、零序電流和諧波電流分配到有源電路部分作為有源電路部分補償?shù)闹噶铍娏鳎瑢ε潆娕_區(qū)的電能質(zhì)量綜合控制裝置進行控制，解決了目前配電臺區(qū)普遍采用的進行電能質(zhì)量控制的低壓無功補償裝置因故障率高、控制效果不佳而最終導(dǎo)致配變經(jīng)濟運行能力下降的技術(shù)問題。附圖說明為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其它的附圖。圖1為本發(fā)明實施例提供的一種電能質(zhì)量綜合控制裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明實施例提供的一種配電臺區(qū)的電能質(zhì)量控制方法的流程示意圖；圖3為本發(fā)明實施例提供的一種配電臺區(qū)的電能質(zhì)量控制方法的另一個具體的流程示意圖；圖4為本發(fā)明實施例提供的一種有源電路部分進行控制流程示意圖。具體實施方式本發(fā)明實施例提供了一種配電臺區(qū)的電能質(zhì)量控制方法，用于解決目前配電臺區(qū)普遍采用的進行電能質(zhì)量控制的低壓無功補償裝置因故障率高、控制效果不佳而最終導(dǎo)致配變經(jīng)濟運行能力下降的技術(shù)問題。為使得本發(fā)明的發(fā)明目的、特征、優(yōu)點能夠更加的明顯和易懂，下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，下面所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而非全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其它實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。首先，對本發(fā)明實施例提供的配電臺區(qū)的電能質(zhì)量控制方法所對應(yīng)應(yīng)用的電能質(zhì)量綜合控制裝置進行詳細的描述。請參閱圖1，電能質(zhì)量綜合控制裝置包括：一次電路和二次控制系統(tǒng)；一次電路包括無源電路和有源電路，無源電路包括與臺區(qū)配變1和負荷2之間的配電線路連接的濾波器，有源電路包括與配電線路連接的電壓源變流器；二次控制系統(tǒng)包括無源控制電路3、系統(tǒng)級保護電路4、補償電流綜合檢測運算電路5、監(jiān)控系統(tǒng)6、補償電流跟蹤控制電路7；無源電路、無源控制電路3、系統(tǒng)級保護電路4、補償電流綜合檢測運算電路5依次連接；補償電流跟蹤控制電路7分別與有源電路、無源電路、系統(tǒng)級保護電路4連接；監(jiān)控系統(tǒng)6與無源控制電路3、系統(tǒng)級保護電路4、補償電流綜合檢測運算電路5、補償電流跟蹤控制電路7通信連接。進一步地，濾波器為由反并聯(lián)晶閘管、電容、電抗、電阻依次串聯(lián)構(gòu)成的三相濾波器。進一步地，電壓源變流器為兩電平三相電壓源變流器。進一步地，二次控制系統(tǒng)還包括pwm驅(qū)動保護電路8；補償電流跟蹤控制電路7與電壓源變流器之間還連接有pwm驅(qū)動保護電路8；pwm驅(qū)動保護電路8還與監(jiān)控系統(tǒng)6通信連接。以上為對電能質(zhì)量綜合控制裝置的結(jié)構(gòu)的詳細描述，以下將對電能質(zhì)量綜合控制裝置所實現(xiàn)的功能和主要指標(biāo)進行詳細的描述。電能質(zhì)量控制(1)無功補償：功率因數(shù)連續(xù)可調(diào)，無功功率調(diào)節(jié)極差為1kvar。(2)濾波：主要濾除低次諧波，低于10次。(3)三相負荷不平衡調(diào)節(jié)：能夠使臺區(qū)三相負荷更加均衡。配電臺區(qū)電能質(zhì)量監(jiān)測可監(jiān)測a、b、c三相2-25次諧波，正序、負序、零序電壓，正序、負序、零序電流，功率因數(shù)，每1分鐘存儲一個點，包括最大值、最小值、平均值。配電臺區(qū)電能質(zhì)量分析(1)臺區(qū)三相負荷不平衡分析：計算臺區(qū)三相負荷不平衡度，對嚴重情況進行分級，對三相不平衡度調(diào)整給出輔助建議；三相不平衡度計算方法：采集三相電流的有效值，分別為ia、ib、ic；不平衡度為其中，max()函數(shù)為取最大值，min()函數(shù)為取最小值。(2)電壓合格率分析：計算電壓合格率，對嚴重情況進行分級，對解決電壓合格率問題給出輔助建議；設(shè)置電壓偏差合格的上限為+7％，下限為-10％；對每分鐘采集到的電壓值進行判斷，在-10％～+7％之內(nèi)則為電壓合格，超過+7％為越上限，低于-10％為越下限；電壓合格率＝1-(∑(越上限時間)+∑(越下限時間))/總運行時間×100％；電壓合格率分級：0～60％為差，60％～70％為中，70％～80％為良，90％以上為優(yōu)；電壓合格率問題輔助：根據(jù)合格率、最高電壓、最低電壓，以及配變當(dāng)前的運行檔位，以確保最低電壓不低于220v為前提，給出運行檔位建議。具體算法如下：調(diào)整后檔位＝最大電壓×(1+調(diào)整前檔位)/235.4v-1。(3)諧波分析：計算諧波按日統(tǒng)計諧波次數(shù)、幅值95％概率值(95％概率值的實現(xiàn)方式)，按與國標(biāo)基準(zhǔn)值的比值，進行嚴重程度排序。h次諧波排序依據(jù)＝h次諧波95％概率值/國標(biāo)基準(zhǔn)值，國標(biāo)基準(zhǔn)值表1所示：表1諧波次數(shù)2345678910111213諧波電流基準(zhǔn)值(a)262013208.5156.46.85.19.34.37.9諧波次數(shù)141516171819202122232425諧波電流基準(zhǔn)值(a)3.74.13.26.02.85.42.62.92.34.52.14.1以上為對本發(fā)明實施例提供的電能質(zhì)量綜合控制裝置實現(xiàn)的功能以及主要指標(biāo)的詳細描述，以下將對本發(fā)明實施例提供的一種配電臺區(qū)的電能質(zhì)量控制方法進行詳細的描述。請參閱圖2和圖3，本發(fā)明實施例提供的一種配電臺區(qū)的電能質(zhì)量控制方法，包括：101、檢測配電線路的負載電流和電壓，并根據(jù)負載電流和電壓計算負載功率因數(shù)、負序電流、零序電流和諧波電流；首先，通過檢測配電臺區(qū)及負荷之間的配電線路的負載電流和電壓，根據(jù)負載電流和電壓計算負載功率因數(shù)、負序電流、零序電流和諧波電流。102、將負載功率因數(shù)的有級調(diào)節(jié)部分作為無源電路的投切指令，對無源電路的投切進行控制；103、將負載功率因數(shù)的無級調(diào)節(jié)部分、負序電流、零序電流和諧波電流作為有源電路的控制指令電流，對有源電路的變流器進行控制。其次，將計算得到的負載功率因數(shù)作為無源電路的投切指令，對無源電路的投切進行控制并將負序電流、零序電流和諧波電流作為有源電路的投切指令電流，對有源電路的投切進行控制。其中，無源電路部分根據(jù)負載功率因數(shù)和標(biāo)準(zhǔn)功率因數(shù)，按照先投后切的順序投切方式投切，有源部分則根據(jù)補償量的優(yōu)先級進行控制。根據(jù)城市三相四線配電臺區(qū)負荷特性，配電臺區(qū)三相電流不平衡現(xiàn)象較為嚴重，變壓器零序阻抗較大損耗較高，并且裝置無源部分不能夠進行不平衡電流補償，綜合考慮電能質(zhì)量指標(biāo)、線路及變壓器損耗，因此有源電路部分補償功能優(yōu)先級設(shè)置為：零序電流、負序電流、2次諧波電流及4次～10次諧波電流、3次諧波電流、無功電流。如圖4所示，為有源電路部分進行補償?shù)目刂屏鞒淌疽鈭D，其中，im為有源部分最大補償電流。具體的，有源電路部分進行補償?shù)牟襟E流程如下：(1)當(dāng)零序電流、負序電流的方均根值和大于有源最大補償電流時，有源電路部分補償零序電流，無源電路部分補償基本無功功率和三次諧波電流。(2)當(dāng)零序電流、負序電流方均根值和小于有源最大補償電流，并且零序電流、負序電流、2次和4～10次諧波電流方均根值和大于有源最大補償電流時，有源電路部分補償零序電流、負序電流，無源電路部分補償基本無功功率和三次諧波電流。(3)當(dāng)零序電流、負序電流、2次和4～10次諧波電流方均根值和大于有源最大補償電流，并且零序電流、負序電流、2～10次諧波電流方均根值和小于有源最大補償電流時，有源電路部分補償零序電流、負序電流、2次和4～10次諧波電流，無源電路部分補償基本無功功率和三次諧波電流。(4)當(dāng)零序電流、負序電流、2～10次諧波電流方均根值和大于有源最大補償電流，并且零序電流、負序電流、2～10次諧波電流、波動無功電流方均根值和小于有源最大補償電流時，有源電路部分補償零序電流、負序電流、2～10次諧波電流，無源電路部分補償基本無功功率。(5)當(dāng)零序電流、負序電流、2～10次諧波電流、波動無功電流方均根值和小于有源最大補償電流時，有源電路部分補償零序電流、負序電流、2～10次諧波電流和波動無功電流，無源電路部分補償基本無功功率。本發(fā)明實施例提供了一種配電臺區(qū)的電能質(zhì)量控制方法，包括：檢測配電線路的負載電流和電壓，并根據(jù)負載電流和電壓計算負載功率因數(shù)、負序電流、零序電流和諧波電流；將負載功率因數(shù)作為無源電路的投切指令，對無源電路的投切進行控制并將負序電流、零序電流和諧波電流作為有源電路的投切指令電流，對有源電路的投切進行控制，本發(fā)明實施例中通過結(jié)合供電企業(yè)配電臺區(qū)電能質(zhì)量的特點，根據(jù)城市三相四線配電臺區(qū)負荷特性，將功率因數(shù)分配到無源電路部分作為無源電路部分的投切指令，將負序電流、零序電流和諧波電流分配到有源電路部分作為有源電路部分補償?shù)闹噶铍娏鳎瑢ε潆娕_區(qū)的電能質(zhì)量綜合控制裝置進行控制，并提出了補償目標(biāo)優(yōu)先級，按照補償后產(chǎn)生的經(jīng)濟效益，進行補償容量的分配，提高效果，解決了目前配電臺區(qū)普遍采用的進行電能質(zhì)量控制的低壓無功補償裝置因故障率高、控制效果不佳而最終導(dǎo)致配變經(jīng)濟運行能力下降的技術(shù)問題。所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員可以清楚地了解到，為描述的方便和簡潔，上述描述的系統(tǒng)，裝置和單元的具體工作過程，可以參考前述方法實施例中的對應(yīng)過程，在此不再贅述。以上所述，以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對其限制；盡管參照前述實施例對本發(fā)明進行了詳細的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：其依然可以對前述各實施例所記載的技術(shù)方案進行修改，或者對其中部分技術(shù)特征進行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實施例技術(shù)方案的精神和范圍。當(dāng)前第1頁12