[發明專利]一種電能質量優化方法

無效

• 申請號: 201310516421.5
• 申請日: 2013-10-28
• 公開（公告）號: CN103532241A
• 公開（公告）日: 2014-01-22
• 發明（設計）人: 劉君;胡紹剛;劉誠;張朝龍;王楓;孫道軍;崔奇明;趙睿;張連貴;張宏宇
• 申請（專利權）人: 國家電網公司;遼寧省電力有限公司鞍山供電公司
• 主分類號: H02J13/00
• 分類號: H02J13/00;H02J3/18;H02J3/01
• 代理公司: 鞍山嘉訊科技專利事務所 21224
• 代理人: 張群

技術領域

本發明涉及一種電能優化系統。

背景技術

隨著電力電子裝置日益廣泛地應用，電網負載也日趨復雜。電網負載的非線性、沖擊性和不平衡的用電特性，使電網中的諧波污染日趨嚴重，同時，也給電網帶來了額外的無功負擔，功率因數嚴重下降。從而，使用電設備及線路損耗增加，電壓產生劇烈波動，供電質量嚴重降低，諧波損耗還有可能影響設備正常工作，造成振動、熱、噪聲，自動裝置誤動作，對通信系統產生干擾等。

目前存在很多改善電能質量的方法，例如，固定電容器組、自動功率因數控制器等，但這些方案對于固定的負荷補償性能良好，但對于動態負荷補償性能較差，但是其控制器件如FC、APFC的響應速度較慢。為解決響應速度慢的問題，使用基于晶閘管的靜態無功補償器。但是，TSC/TCR中的電容器和電抗器組的容量是預先設定的，可能產生無功補償的欠補償或過補償，諧波作用不是很好。另外，由于設備中的電容器組和開關設備經常通斷，補償特性呈階梯形，且在補償過程中產生諧波，同時補償特性與負載有關，還可能發生故障及降低使用壽命。

電力系統的電壓諧波存在于各電壓等級的電力系統中，諧波會引起供電線路損耗增加，損壞電氣設備、降低供電的可靠性。目前對于抑制電網的諧波有兩種解決辦法：使負載不產生諧波，或通過適當裝置進行補償。

1）使負載不產生諧波的方法的本質是通過改造負載，使其不向電力系統注入諧波，或注入的諧波含量很小，從而不會使得相關母線上電壓諧波含量不超過國家標準GB/T14549-93《電能質量公共電網諧波》的要求。這種方法是一種最直觀的解決辦法，但是改造負載并不適用于所有負載，而且有些負載根本無法通過改造而少產生諧波，因此不是特別通用。

2）通過適當裝置進行補償是一種極具發展前途的解決方法。

以上兩種方法的清除電力系統電壓諧波裝置的清除電壓諧波的效果還不是很好，且響應時間還有待于提高。

發明內容

本發明的目的提供一種電能質量優化方法，該方法可對用電網絡的狀態進行實時監測，達到合理用電的目的，并可抑制諧波，達到對電網質量的優化作用。

為實現上述目的，本發明通過以下技術方案實現：

一種電能質量優化方法，該方法通過電量檢測裝置對用電系統的電量進行實時檢測，通過工業局域網將電量參數傳輸到電能質量優化控制器，通過電能質量優化控制器作出控制決策，再通過工業局域網實現電能質量優化控制器對用電控制器進行控制，用電控制器對對應的用電系統進行用電優化控制；電能質量優化控制器還通過工業局域網連接有諧波治理系統，其特征在于，所述的諧波治理系統包括諧波電壓源檢測裝置、由電抗器一、電抗器二、電容器串聯組成的基波濾波器、高頻變壓器、交流電源、功率單元、整流單元、濾波單元、控制器，諧波電壓源檢測裝置有兩個，一個設置在本裝置的輸入端，用來檢測含諧波的電壓源，另一個設置在本裝置的輸出端，用來檢測清除諧波后的電壓源；兩個諧波電壓源檢測裝置均將檢測的電壓源信號輸入控制器；

諧波電壓源檢測裝置采集得到系統的實時諧波電壓，將諧波電壓信號輸入控制器，由控制器計算得出一個與諧波電壓大小相等、方向相反的電壓，由功率單元經高頻變壓器輸入由電抗器、電容器串聯構成的LC支路，該電壓與諧波電壓相疊加，使諧波輸出電壓為零，達到濾除電網諧波電壓的作用；控制器分別與交流電源、整流單元、功率單元相連接。

與現有技術相比，本發明的有益效果是：該方法可對用電網絡的狀態進行實時監測，達到合理用電的目的，并可對電網的無功進行實時補償，并可抑制諧波，達到對電網質量的優化作用。

附圖說明

圖1是電能質量優化方法的整體結構圖。

圖2是電量檢測裝置的結構框圖。

圖3是用電控制器的結構框圖。

圖4是諧波治理系統的結構框圖。

圖5是變流器為非四象限兩電平結構的電路圖；

圖6是變流器為四象限兩電平結構的電路圖。

具體實施方式