[發(fā)明專利]快速準(zhǔn)確檢測指令信號的多功能電能質(zhì)量調(diào)節(jié)器

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410227472.0
• 申請日: 2014-05-27
• 公開（公告）號: CN104022509A
• 公開（公告）日: 2014-09-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 黃知超;蘇曉鵬;李俊;肖宏;龍江;王輝
• 申請（專利權(quán)）人: 桂林電子科技大學(xué);廣西電網(wǎng)公司桂林供電局
• 主分類號: H02J3/01
• 分類號: H02J3/01;G01R19/00
• 代理公司: 桂林市華杰專利商標(biāo)事務(wù)所有限責(zé)任公司 45112
• 代理人: 巢雄輝

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電網(wǎng)，具體是電網(wǎng)電力電子設(shè)備和裝置，更具體是快速準(zhǔn)確檢測指令信號的多功能電能質(zhì)量調(diào)節(jié)器

背景技術(shù)

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展進(jìn)步，社會的電氣化、信息化程度不斷提高，一方面，現(xiàn)代電力電子技術(shù)快速發(fā)展，各種非線性負(fù)荷和具有非線性特征的電力電子設(shè)備和裝置在電力系統(tǒng)和電力用戶中大量應(yīng)用，如變頻調(diào)速器、晶閘管變流設(shè)備、開關(guān)電源、家用電器等的廣泛應(yīng)用，向電網(wǎng)中引入嚴(yán)重的諧波污染，以及電力機(jī)車、軋鋼設(shè)備等大型用電設(shè)備的使用，還會使電力系統(tǒng)產(chǎn)生電壓下跌或上升、電壓波動的現(xiàn)象，這些問題導(dǎo)致電能質(zhì)量惡化；另一方面，各種復(fù)雜的、精密的、對電能質(zhì)量敏感的用電設(shè)備的不斷普及，如精密實驗儀器、高精度生產(chǎn)過程的自動控制設(shè)備、高性能的家用電器和辦公設(shè)備等，對電能質(zhì)量提出的要求越來越高。因此，改善電網(wǎng)電能質(zhì)量，解決電力系統(tǒng)和電力用戶供需雙方矛盾的要求日益迫切。

電流諧波和各種電壓瞬時擾動是電網(wǎng)中最常出現(xiàn)的兩類問題，通常針對電流諧波使用并聯(lián)有源濾波器對其進(jìn)行抑制，而對于電壓質(zhì)量問題，包括電網(wǎng)電壓諧波及電壓瞬時波動，則常常需要依靠串聯(lián)有源濾波器解決，然而兩種有源濾波器(APF)都存在功能單一的缺點，而電力系統(tǒng)中的電能質(zhì)量問題往往呈現(xiàn)出多樣性和復(fù)雜性，當(dāng)各種電壓電流質(zhì)量問題同時存在并且加上其他形式的干擾時，功能單一的有源濾波器就不能很好地改善電能質(zhì)量了，例如，對于同一配電母線上既有電壓敏感負(fù)荷，又有非線性負(fù)荷，還有沖擊負(fù)荷的情況下，就需要同時安裝電壓補(bǔ)償器和電流補(bǔ)償器。若針對每一種電能質(zhì)量問題都分別采取一種類型的調(diào)節(jié)器，這樣多種裝置同時使用將會大大增加治理措施的成本，還會增加裝置運(yùn)行維護(hù)的復(fù)雜程度，并且各裝置之間還存在著協(xié)調(diào)配合的問題，影響聯(lián)合運(yùn)行的可靠性，既不經(jīng)濟(jì)，也不現(xiàn)實。于是，對能夠同時解決多種電能質(zhì)量問題的裝置的研究便由此產(chǎn)生，即多功能電能質(zhì)量調(diào)節(jié)器。在這種系統(tǒng)中，并聯(lián)側(cè)有源濾波器(PAPF)和串聯(lián)側(cè)有源濾波器(SAPF)，通過公共的直流母線組合到一起，既能補(bǔ)償負(fù)載引起的諧波、無功電流等問題，又能補(bǔ)償電源電壓驟升、驟降、不對稱、閃變、波動等電能質(zhì)量問題，是一種具有綜合功能的電能質(zhì)量調(diào)節(jié)器。

多功能電能質(zhì)量調(diào)節(jié)器是串、并聯(lián)型APF的組合，調(diào)節(jié)器采用三相三線制左串右并的形式連接，串聯(lián)側(cè)APF通過變壓器與主線路連接，濾除電網(wǎng)電壓諧波和抑制電源電壓的波動；并聯(lián)側(cè)APF濾除負(fù)載電流諧波和改善功率因數(shù)。

目前多功能電能質(zhì)量調(diào)節(jié)器的研究還處在實驗階段，制約其發(fā)展的一個關(guān)鍵因素是如何能夠準(zhǔn)確快速地檢測出電壓電流指令信號。由于對指令信號的檢測是多功能電能質(zhì)量調(diào)節(jié)器可靠工作的先決條件，檢測方法的快速性和準(zhǔn)確性直接關(guān)系到補(bǔ)償效果的好壞，而現(xiàn)有的指令信號檢測方法大多需要進(jìn)行復(fù)雜的坐標(biāo)變換，存在運(yùn)算量較大、實時性不好和難以實現(xiàn)的問題，并且當(dāng)供電電壓存在波動時檢測精度容易受到影響，同時，需要使用大量的傳感器對電壓電流進(jìn)行檢測，導(dǎo)致調(diào)節(jié)器的補(bǔ)償精度受到影響，這些因素都制約了電能質(zhì)量調(diào)節(jié)器的發(fā)展。

一些常見的應(yīng)用在多功能電能質(zhì)量調(diào)節(jié)器并聯(lián)側(cè)指令信號檢測方法主要包括基于Fryze功率定義的分析方法、傅立葉變換分析法、瞬時無功功率法、自適應(yīng)干擾對消方法和小波變換法。基于Fryze功率定義的分析方法，計算較簡單，但無法適用于供電電壓存在波動的場合；DFT和FFT等傅立葉變換分析法，可以對電壓電流中存在的諧波分量進(jìn)行分離，但運(yùn)算量大、實時性差；自適應(yīng)干擾對消方法在電壓存在波動和干擾時也具有較好的能力，缺點是動態(tài)響應(yīng)速度較慢；小波變換分析法特別適用于電壓電流信號受瞬時擾動影響發(fā)生突變的情況，但其對諧波檢測實時性和準(zhǔn)確性均有待改善；傳統(tǒng)的基于瞬時無功功率理論的α-β變換方法，具有易于實現(xiàn)的特點，但是需要進(jìn)行復(fù)雜的坐標(biāo)變換，存在運(yùn)算量較大、實時性不好的問題，并且當(dāng)供電電壓存在波動時精度容易受影響，制約了其發(fā)展。

發(fā)明內(nèi)容

針對目前多功能電能質(zhì)量調(diào)節(jié)器所使用指令信號檢測算法普遍存在運(yùn)算量較大、實時性不好的問題，并且當(dāng)供電電壓存在波動時精度容易受影響，本發(fā)明的目的是對多功能電能質(zhì)量調(diào)節(jié)器并聯(lián)側(cè)指令信號檢測方法進(jìn)行優(yōu)化，提出一種能夠快速準(zhǔn)確檢測指令信號的多功能電能質(zhì)量調(diào)節(jié)器。