[發明專利]一種電網諧波治理和無功補償系統及方法

在審

• 申請號: 201711444615.3
• 申請日: 2017-12-27
• 公開（公告）號: CN107959290A
• 公開（公告）日: 2018-04-24
• 發明（設計）人: 陳君祥;黃培;仇斌峰;湯佩蕾;楊從聰
• 申請（專利權）人: 德力西集團儀器儀表有限公司
• 主分類號: H02J3/01
• 分類號: H02J3/01;H02J3/18;H02J13/00
• 代理公司: 北京三聚陽光知識產權代理有限公司11250
• 代理人: 陳博旸

技術領域

本發明涉及電網諧波治理技術領域，具體涉及一種電網諧波治理和無功補償系統及方法。

背景技術

隨著我國國民經濟的快速提升，電力電子技術正在迅速發展，換流裝置在各領域廣泛應用。由于換流裝置等非線性負荷日益增加，如：水和食鹽電解的硅整流裝置、電氣化鐵路中的電力機車、直流拖動用硅整流電源、電弧爐、直流輸電換流站、各種廣泛應用的變頻調速裝置、交流調壓裝置等等。上述非線性負荷造成電力系統電壓、電流波形畸變，給電力系統安全經濟運行造成嚴重危害：例如，引起保護及安全自動裝置誤動、引起電動機附加損耗、發熱和機械振動、導致補償電容器過熱、給電能計量及常規儀表帶來誤差、對通訊線路產生干擾等危害。

我國為加強對諧波的監測、管理及治理，于1994年正式頒布了GB/T14549-93國家標準《電能質量--公用電網諧波》。針對目前國內諧波分析裝置的使用情況，以及裝置在運行過程中出現的問題，現有的裝置一般只測量3-21次奇次諧波，只能在三相平衡的情況下正常運行，且現有的裝置只有測量諧波功能，沒有諧波治理、無功補償、運行保護等功能。

發明內容

有鑒于此，本發明提供了一種電網諧波治理和無功補償系統及方法，以解決現有的諧波檢測裝置不能自動對諧波進行治理和無功補償的問題。

為此，本發明提供了如下技術方案：

本發明提供了一種電網諧波治理和無功補償系統，包括：信號采集裝置，用于采集電網中的電信號；處理裝置，用于根據所述電信號計算第一電參量值；根據所述第一電參量值判斷是否需要調整電網中的諧波含量；當需要調整電網中的諧波含量時，根據所述第一電參量值發出用于調整電網中諧波含量的第一控制信號；計算諧波含量調整后的電網中的第二電參量值；根據所述第二電參量值判斷是否需要對電網進行無功補償；當需要對電網進行無功補償時，根據所述第二電參量值發出用于對電網進行無功補償的第二控制信號；控制裝置，并聯連接諧波治理裝置和無功補償裝置，用于根據所述第一控制信號控制所述諧波治理裝置調整電網中的諧波含量，還用于根據所述第二控制信號控制所述無功補償裝置對電網進行無功補償。

可選地，所述電網諧波治理和無功補償系統還包括：檢測裝置，用于采集用電設備周圍環境參數，并將所述環境參數發送至所述處理裝置。

可選地，所述處理裝置用于根據所述第一電參量值、所述第二電參量值或所述環境參數發出報警信號或第三控制信號，所述第三控制信號用于控制電網中電源開關的閉合和斷開，其中，所述第一電參量值為電網中的諧波含量，所述第二電參量值為電網中的功率因數。

可選地，所述信號采集裝置包括：電壓輸入電路，用于采集實時電壓信號；電流輸入電路，用于采集實時電流信號；濾波電路，其輸入端并聯連接所述電壓輸入電路與所述電流輸入電路，用于濾除所述電壓信號和所述電流信號中的紋波。

可選地，所述信號采集裝置還包括：外部開關量輸入電路，用于采集和發出電網中觸點的開關量信號；第一電氣隔離電路，連接至所述處理裝置，用于將所述開關量信號進行光電隔離。

可選地，所述電網諧波治理和無功補償系統，還包括AD采樣電路，用于將所述電信號進行模數轉換，將轉換后的數字量信號發送至所述處理裝置。

可選地，所述處理裝置包括：數字信號處理電路，用于接收所述數字量信號，對所述數字量信號進行計算得到所述第一電參量值和所述第二電參量值；分析電路，用于對所述第一電參量值和所述第二電參量值進行存儲與分析，根據分析結果發出報警信號；諧波治理和無功補償電路，用于根據所述分析結果，發出用于所述第一控制信號，和/或所述第二控制信號。

可選地，所述控制裝置為同步開關，所述同步開關通過控制所述諧波治理裝置中電抗器和電容器的投切實現諧波治理，通過控制所述無功補償裝置中電容器的投切實現無功補償。

可選地，當所述功率因數為正值時，所述同步開關控制切除第一預定數量的無功補償裝置中的補償電容；當所述功率因數為負值時，所述同步開關控制投入第二預定數量的無功補償裝置中的補償電容。

可選地，所述電網諧波治理和無功補償系統還包括：同步開關狀態檢測裝置，連接所述同步開關，用于檢測并發送所述同步開關的工作狀態信號；第二電氣隔離電路，連接至所述處理裝置，用于對所述同步開關的工作狀態信號進行光電隔離。