[发明专利]一种电能质量综合治理装置的控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及有源电力滤波技术领域，特别是一种电能质量综合治理装置的控制方法。

背景技术

随着现代工业发展，电力负荷越来越复杂，非线性负载、变频调速装置和可控硅设备的广泛应用，电网的谐波污染问题也日益突出，形成了电力系统谐波容量大、时变特点。传统的LC无源滤波器越来越不能满足现代工业应用和电力系统的要求，有源电力技术的出现，为治理电网电能质量提供了一个重要途径。

电能质量综合治理装置利用最先进的信息技术和电力电子技术优异地实现了对谐波的滤除。它通过超高速采样和智能检测技术分析出负荷电流的无功、谐波及不平衡程度，向电网系统中注入一定量补偿电流来抵消负载所产生的谐波电流和补偿无功量。它克服了LC滤波器等传统的谐波抑制方法和补偿无功的一些缺点，既可补偿非线性负载产生的高次部分，又能适应电网阻抗和频率的快速变化，且具有高可控性和快速响应性。

电能质量综合治理装置在处理谐波畸变度和数字化控制系统中存在以下问题：

1)按照各次谐波含量的大小去滤除谐波，由于存在延时及参照选择问题会造成谐波滤除量低，电流畸变率处理效果不佳；

2)延时问题：一方面电能质量综合治理装置数字化控制器的信号在每个环节的信号处理中都会引起电能质量综合治理装置补偿电流相位滞后问题；一方面数字化控制的指令每隔一定的周期都要更新一次，控制指令更行周期大于等于系统的采样周期，在每次控制指令更新完整之前，系统的控制信号保持不变，并不是随系统采样对象的变化而变化，这会引起数字化控制的误差。

发明内容

本发明的目的在于提供一种电能质量综合治理装置的控制方法。这套算法能够解决电能质量综合治理装置在处理谐波畸变度和数字化控制系统中的延时问题，实现电能质量完全治理。

本发明通过以下技术方案达到上述目的：一种电能质量综合治理装置的

控制方法，包括如下步骤：

(1)采用“参考电流”计算方法算法构建正弦波，通过对采样系统实时采集的负荷信号对比分析出谐波动态变化、无功实时需求；

(2)采用“预测算法”计算方法得到需要的目标输出电流量，将目标输出电流进行脉宽调制PWM调制，得到PWM脉冲信号，经过自动跟踪式谐波滤除方法控制绝缘栅双极型晶体管IGBT实时逆变出输出电压。

所述‘参考电流”计算方法是将超高速的采样系统采集到的负荷电流经过分解得到谐波分量，参照目标正弦波进行电能质量治理，得到目标补偿电流，然后经过预测算法修正。

所述“预测算法”计算方法是将当前时刻电网中负载电流信号经过分解后得到基波量和各次谐波分量，利用预测滤波器预测获得下一时刻电网中负载电流信号中基波量，将当前电网中负载电流信号中谐波分量与下一时刻电流的基波量相减，得到下一时刻电网负载电流中谐波分量，将得到的谐波分量进行PWM调制，得到PWM脉冲信号，即可得到目标补偿电流。

研究表明，电流谐波次数越高、谐波频率变化越快，补偿残余度越大。解决电能质量综合治理装置在处理谐波畸变度和数字化控制系统中问题最佳途径为：“参考电流”计算方法和“预测算法”计算方法。通过“参考电流”计算方法构建目标正弦波，采用“预测算法”计算方法预测到后一频率的谐波分量，对目标补偿电流进行预测修正，实现无延时同步补偿，降低电流畸变度，达到电能质量理想的治理效果。

“参考电流”计算方法的核心是构建目标正弦波并对目标补偿电流进行预测修正，实现无延时同步补偿；“预测算法”计算方法的核心是基于当前时刻电网中负载电流信号经过分解后得到基波量和各次谐波分量，利用预测滤波器预测获得下一时刻电网中负载电流信号基波量，将当前电网中负载电流信号中谐波分量与下一时刻电流的基波量相减，得到下一时刻电网负载电流中谐波分量，将得到的谐波分量进行PWM调制，得到PWM脉冲信号，然后经过自动跟踪式谐波滤除方法控制IGBT实时逆变出输出电压。

系统等效图如附图2。图2交流侧等值电路为：

其中