[發(fā)明專利]一種應(yīng)用于并聯(lián)電容器的有源諧波電阻的控制方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410369844.3
• 申請(qǐng)日: 2014-07-30
• 公開（公告）號(hào): CN104269850A
• 公開（公告）日: 2015-01-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張凱;雷萬鈞;張祥;王躍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西安交通大學(xué)
• 主分類號(hào): H02J3/01
• 分類號(hào): H02J3/01
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責(zé)任公司 61200
• 代理人: 陸萬壽

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)的電能質(zhì)量控制技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種應(yīng)用于并聯(lián)電容器的有源諧波電阻的控制方法。

背景技術(shù)

在電力系統(tǒng)中，并聯(lián)電容器常常用來進(jìn)行無功補(bǔ)償。但是隨著非線性負(fù)載在電力系統(tǒng)中的廣泛應(yīng)用，會(huì)產(chǎn)生諧波電流和諧波電壓，加上電網(wǎng)背景諧波，都會(huì)導(dǎo)致無功補(bǔ)償電容器和電網(wǎng)線路電感發(fā)生諧振，觸發(fā)并聯(lián)電容器的諧波保護(hù)而跳閘，影響正常的無功補(bǔ)償。

通常情況下，會(huì)在電容器接串聯(lián)電抗器來抑制諧振。串聯(lián)電抗器的設(shè)計(jì)方法如下：當(dāng)電網(wǎng)諧波含量最低次是3次時(shí)，串聯(lián)電抗器容量是并聯(lián)電容器的12％；當(dāng)電網(wǎng)諧波含量最低次是5次時(shí)，串聯(lián)電抗器容量是并聯(lián)電容器的5％。這樣的效果是無功補(bǔ)償支路在諧波段總是呈現(xiàn)感性，諧波電流不會(huì)被放大。但是這種方法有一定的局限性，當(dāng)電網(wǎng)諧波頻譜發(fā)生改變時(shí)，串聯(lián)電抗器并不能保證無功支路在所有諧波段總是呈現(xiàn)感性，諧波還是有被放大的可能。而頻繁的改變串聯(lián)電抗器的容量會(huì)給實(shí)際操作上帶來很大麻煩。另一種方法是使用混合有源電力濾波器進(jìn)行諧振抑制，但是混合濾波器對(duì)系統(tǒng)參數(shù)很敏感，系統(tǒng)參數(shù)的變化會(huì)使其控制效果變差。另外，在高壓系統(tǒng)中，會(huì)增設(shè)電壓電流傳感器，相應(yīng)得成本會(huì)提高，不利于混合濾波器的推廣。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，提供了一種應(yīng)用于并聯(lián)電容器的有源諧波電阻的控制方法，該控制方法通過對(duì)有源諧波電阻的控制實(shí)現(xiàn)諧振抑制，操作簡(jiǎn)單，應(yīng)用于大電網(wǎng)無功補(bǔ)償時(shí)，可在有效阻尼諧振的同時(shí)降低有功損耗以及減少對(duì)無功補(bǔ)償容量的影響。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明所述的應(yīng)用于并聯(lián)電容器的有源諧波電阻的控制方法包括以下步驟：

1)獲取電網(wǎng)阻抗Z_s及無功補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)阻抗Z_f，然后根據(jù)電網(wǎng)阻抗Z_s及無功補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)阻抗Z_f得最優(yōu)諧波電阻r_u；

2)檢測(cè)無功補(bǔ)償支路電流I_f，再根據(jù)無功補(bǔ)償支路電流I_f通過檢測(cè)算法得諧波電流I_fh，然后根據(jù)最優(yōu)諧波電阻r_u及諧波電流I_fh得諧波電壓指令(U_ah，U_bh，U_ch)；

3)檢測(cè)變流器直流側(cè)電壓，然后將變流器直流側(cè)電壓與預(yù)設(shè)電壓值的差值乘以變流器交流側(cè)電流的相位，得基波電壓指令(U_af，U_bf，U_cf)；

4)將基波電壓指令(U_af，U_bf，U_cf)與諧波電壓指令(U_ah，U_bh，U_ch)相加的結(jié)果與變流器交流側(cè)電壓反饋信號(hào)相減，再對(duì)相減的結(jié)果進(jìn)行誤差累計(jì)，并根據(jù)誤差累計(jì)的結(jié)果生成諧波電壓，然后根據(jù)所述諧波電壓控制有源諧波電阻抑制諧振。

步驟1)的具體操作為：

11)獲取電網(wǎng)阻抗Z_s及無功補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)阻抗Z_f，再根據(jù)電網(wǎng)阻抗Z_s及無功補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)阻抗Z_f得電網(wǎng)電流諧波含量I_{sh_rms}及無功電流諧波含量I_{fh_rms}分別與諧波電阻r的函數(shù)關(guān)系，然后根據(jù)所述函數(shù)關(guān)系與并聯(lián)電容器諧波保護(hù)需求得最小諧波電阻r_min；

12)當(dāng)變流器存在開關(guān)延時(shí)及采樣延時(shí)時(shí)，有源諧波電阻r的傳遞函數(shù)為其中，T_w為開關(guān)周期，T_s為采樣周期，s為連續(xù)頻域變量，再根據(jù)所述有源諧波電阻r的傳遞函數(shù)r(s)繪制諧波電阻開環(huán)傳遞函數(shù)的bode圖，并根據(jù)所述諧波電阻開環(huán)傳遞函數(shù)的bode圖及系統(tǒng)穩(wěn)定性需求得最大諧波電阻r_max；