[發明專利]一種配電網末級電能質量調控裝置及調控方法

有效

• 申請號: 201410748301.2
• 申請日: 2014-12-10
• 公開（公告）號: CN104362759A
• 公開（公告）日: 2015-02-18
• 發明（設計）人: 賈慶英;韓肖清;孟潤泉;劉翼肇;張惠生;丁榮風;劉鳳玲;王凱武
• 申請（專利權）人: 國家電網公司;國網山西省電力公司臨汾供電公司
• 主分類號: H02J13/00
• 分類號: H02J13/00;H02J3/01;H02J3/18
• 代理公司: 太原科衛專利事務所(普通合伙) 14100
• 代理人: 朱源

技術領域

本發明屬于電能質量治理領域，尤其涉及一種配電網電能質量的調控領域，具體為一種配電網末級電能質量調控裝置及調控方法。

背景技術

配電網內部電能質量常見問題主要包括不平衡、諧波、電壓波動和頻率偏差。近年來，隨著光伏、風電等分布式電源的接入，對配電網電能質量帶來一系列不利影響。光伏發電和風力發電輸出功率隨外界環境變化而變化，輸出功率的波動容易引起電網電壓波動，尤其是容量較大的基于雙饋感應發電機的風力發電在并網時容易造成電壓跌落；單相微源接入三相配電網時，發電功率注入到其中一相，可能引起該相電壓偏高，而造成三相電壓不平衡。配電網中常見微源大都通過逆變器進行并網發電，雖然可以通過連接輸出濾波器、提高開關頻率和改進控制策略來抑制逆變器工作時產生諧波和間諧波，但是還是不可避免地產生少量諧波電流注入到配電網中，甚至導致配電網發生諧波諧振。燃料電池發電的功率因數隨實際功率所占其額定容量比例有關，當比例較小時，容易造成較低的功率因數。不管是家用電器或者商業建筑電氣，還是工業生產設備，大部分用電設施或者負荷存在整流電路或者移相電路，工作電流含有較高的諧波成分流入到配電網。尤其是普通居民用電負荷絕大部分為單相供電，勢必造成三相負荷的不平衡，當前解決三相系統不平衡問題的主要措施是考察線路負荷，重新均衡化布置負荷，使負荷盡量平均的接入三相系統。

為確保配電網安全、經濟、高效、穩定的運行，提供一種配電網末級電能質量調控裝置及方法，為用戶提供綠色、優質的電力服務，提高電力公司的供電可靠性與供電質量都具有重要的意義。

然而，目前常見的電能質量控制裝備主要以負載電流i_la、i_lb、i_lc為補償對象，從本質上講屬于開環控制策略，對電源不具抗擾性，補償性能較差；特別是，配電網末級中接入的微源具有間歇性的特點，對電能質量控制裝備的動態響應要求更高。因此，普通電能質量控制裝備動態特性一般不能要求。當補償容量超出裝置的補償能力時，一般采取硬件限流的措施，導致補償電流削頂，反而對電源注入更加豐富的諧波。

發明內容

本發明為了解決配電網采用現有的補償措施補償效果有限的問題，提供了一種配電網末級電能質量調控裝置及調控方法。

本發明是采用如下的技術方案實現的：配電網末級電能質量調控裝置，包括由IGBT構成的逆變橋、電壓傳感器、電流傳感器、溫度傳感器、其內寫有鎖相環程序的數字信號處理器DSP、驅動單元、連接電抗器和通訊模塊；

電壓傳感器的輸入端和配電網、逆變橋的直流側連接，電流傳感器的輸入端和配電網連接，溫度傳感器的輸入端和IGBT底座散熱器和連接電抗器連接，電壓傳感器、電流傳感器和溫度傳感器的輸出端和數字信號處理器DSP的輸入端連接，數字信號處理器DSP的輸出端和驅動單元的輸入端連接，驅動單元的輸出端和逆變橋中IGBT的控制端連接，逆變橋的輸入端通過連接電抗器和配電網連接，逆變橋的直流側連接有濾波電容且和配電網末級公共連接點相連接，數字信號處理器DSP還通過通訊模塊和外部人機界面連接。

利用上述的調控裝置的調控方法包括以下步驟：

S1：電壓傳感器測出配電網的電壓信號u_sa、u_sb、u_sc和逆變橋直流側電壓信號U_dc，電流傳感器測出電流信號i_sa、i_sb、i_sc，并將電壓信號和電流信號送入到數字信號處理器DSP內：

S2：數字信號處理器DSP將輸入的電壓信號u_sa、u_sb、u_sc根據鎖相環程序計算出系統相位sinθ和cosθ，數字信號處理器DSP還通過輸入的逆變橋直流側電壓信號U_dc計算出電壓偏差信號ΔUdc，并利用其內的比例-積分環節計算出與ΔUdc相對應的有功電流分量i_dref；