[發明專利]基于多DFACTS設備協調控制的臺區電能質量治理方法和系統

有效

• 申請號: 202010915653.8
• 申請日: 2020-09-03
• 公開（公告）號: CN112152237B
• 公開（公告）日: 2022-07-08
• 發明（設計）人: 胡國;黃峰;王小紅;吳海;朱亞軍;金鵬;周成;王輝;沈茜
• 申請（專利權）人: 國電南瑞科技股份有限公司;國電南瑞南京控制系統有限公司
• 主分類號: H02J3/26
• 分類號: H02J3/26;H02J3/16;H02J3/18
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司 32224
• 代理人: 朱遠楓

本發明公開了基于多DFACTS設備協調控制的臺區電能質量治理方法和系統，當電流三相不平衡率大于治理啟動定值，且母線三相電壓均不低于電壓治理定值，執行以電流三相不平衡率為控制目標的三相不平衡調控策略；當電流三相不平衡率不大于治理啟動定值，但存在某相電壓低于電壓治理定值時，執行以電壓為控制目標電壓調控策略；當電流三相不平衡率大于治理啟動定值，且存在某相電壓U低于電壓治理定值時，執行綜合協調控制策略。本發明對電流三相不平衡率、電壓質量和功率因數進行實時調控，解決了多DFACTS設備相互獨立、調控速度慢、調控效果差的問題。

技術領域

本發明涉及電力系統及其自動化領域，特別涉及一種基于多DFACTS設備協調控制的臺區電能質量治理方法。

背景技術

低壓配電臺區中，隨著越來越多的用戶感性無功設備接入，導致了配電網中無功電流增大，母線電壓跌落，電能損失增加。電壓暫降或下跌不僅使得居民用戶體驗感降低，嚴重的還會導致制造設備停機或燒毀，給工業制造帶來極大的損失。

低壓配電臺區具有電力用戶數量多，分布不均勻，用電時刻不統一，用電設備種類多且多數為單相用電等特點，導致配電臺區的三相負荷分配不均衡，而三相負荷不平衡會導致中性線上的零序電流增大，可能造成接地保護誤動、嚴重的甚至會燒毀中性線，影響人生安全，破壞了電網的安全穩定運行。

因此，針對低壓配電臺區中電壓質量差、功率因數低、電流三相不平衡嚴重等電能質量問題，需要通過開展低壓配電臺區多DFACTS設備協調控制方法的研究，尋找綜合治理電能質量問題的有效方法。

目前對于低壓配電臺區電能質量治理方法主要有以下幾種：(1)采用并聯電容器進行無功功率補償，通過投切多組電容器實現階梯式注入無功，達到無功補償的目。(2)安裝無功補償裝置，如SVG、DSTATCOM等，此類設備能夠精確的以電壓或功率因數為控制目標，實現精準調控(3)針對電流三相不平衡問題，目前多采用智能換相終端與智能換相開關相結合的方式，通過負荷換相切換達到治理電流三相不平衡的效果。

現有技術雖一定程度上起到了提高電能質量的目的，但也存在不可忽視的缺點：(1)通過并聯電容器的投切，雖能夠實現無功補償，達到支撐母線電壓的目的，但階梯性的無功補償難以保證精度；(2)安裝無功補償設備的方式可以精準補償母線電壓，但容量有限，只配置無功補償設備時投入成本高，經濟效益差，同時多臺補償設備之間相互獨立，補償時易產生負交互影響，補償效率低；(3)換相終端控制換相開關進行相限切換的方法，在一定程度上起到了治理電流三相不平衡的目的，但負荷切換會影響電壓，可能造成電壓跌落或瞬變。

可見傳統的電能質量治理策略未對電壓質量、功率因數和電流三相不平衡進行統籌考慮，控制目標單一，忽略了三者之間的相互影響，治理效率低。

發明內容

本發明旨在解決低壓配電臺區中，電能質量治理目標單一、效果差、多種DFACTS設備相互獨立等問題，研究一種基于多DFACTS設備協調控制的臺區電能質量治理方法。

為實現上述技術目的，本發明采用以下技術方案。

一方面，本發明提供基于多DFACTS設備協調控制的臺區電能質量治理方法，包括以下步驟：采集變壓器低壓側包括母線三相電壓、三相電流等測量數據，基于采集到的三相電流數據計算電流三相不平衡率，將電流三相不平衡率與預先設定的治理啟動定值相比較，并且分別將母線三相電壓與電壓治理定值比較，根據比較結果執行以下治理方法：

若電流三相不平衡率大于治理啟動定值，且母線三相電壓均不低于電壓治理定值，則執行以電流三相不平衡率為控制目標的三相不平衡調控策略；若電流三相不平衡率大不于治理啟動定值，但存在某相電壓低于電壓治理定值時，執行以電壓為控制目標電壓調控策略；若電流三相不平衡率大于治理啟動定值，且存在某相電壓低于電壓治理定值時，則采用結合三相不平衡調控策略和電壓調控策略的綜合協調控制策略。