[发明专利]一种自适应式电网谐波治理装置集成系统

说明书

技术领域

本发明涉及电网谐波治理系统，具体涉及一种自适应式电网谐波治理装置集成系统。

背景技术

电网中的谐波来自谐波源，有些谐波来自供电系统，有些产生于系统内部的非线性设备。由于发电机的三相绕组在制作上很难做到完全对称，铁心也很难做到绝对均匀一致等原因，发电源会产生一些谐波；输配电系统中电力变压器由于铁心的饱和，磁化曲线的非线性，以及设计变压器时考虑经济性，将其工作磁密选择在磁化曲线的近饱和段上，使得磁化电流呈尖顶波形，因而也会产生奇次谐波。谐波的大小与磁路的结构形式、铁心的饱和程度有关。铁心的饱和程度越高，变压器工作点偏离线性越远，谐波电流也就越大，其中3次谐波电流可达额定电流的0.5％；另外，由于晶闸管整流在电力机车、铝电解槽、充电装置、开关电源等许多方面得到了广泛的应用，也给电网造成了大量的谐波。晶闸管整流装置采用移相控制，从电网吸收的是缺角的正弦波，从而给电网留下的也是另一部分缺角的正弦波，显然在留下部分中含有大量的谐波。如果整流装置为单相整流电路，在接感性负载时则含有奇次谐波电流，其中3次谐波的含量可达基波的30％；接容性负载时则含有奇次谐波电压，其谐波含量随电容值的增大而增大。如果整流装置为三相全控桥6脉整流器，变压器原边及供电线路含有5次及以上奇次谐波电流；如果是12脉冲整流器，也还有11次及以上奇次谐波电流。经统计表明：由整流装置产生的谐波占所有谐波的近40％，这是最大的谐波源。变频装置。变频装置常用于风机、水泵、电梯等设备中，由于采用了相位控制，谐波成份很复杂，除含有整数次谐波外，还含有分数次谐波，这类装置的功率一般较大，随着变频调速的发展，对电网造成的谐波影响也越来越严重。针对不同的谐波，可采用不同的治理装置及治理方法，只有明确了谐波的组成及特征，并投切合适的治理装置，调整正确的装置参数，才能有针对性的进行谐波治理，减少不必要的投入，提高电网运行的经济性、实用性和稳定性。

进行电网背景谐波治理，目前主要有三大思路：

1、在换流站加装或更换滤波频谱更宽的滤波器。

2、加装有源或无源滤波器。

3、背景谐波隔离器。

上述几种方法各有利弊，如：在换流站加装或更换滤波频谱更宽的滤波器这一方法较为宏观，不太注重分析谐波构成，投资成本高，效率低，针对性差。由于电力系统短路容量很大，有源或无源滤波器可能需要匹配容量很大的滤波器，有源或无源滤波器主要消除电流谐波，而背景谐波隔离器能消除电压谐波，因此，采用一种设备有时难以全面完成谐波治理，如果能集成多种设备，并且自主针对谐波选择合适的治理装置，将极大地提高谐波治理效率。

因此，为克服上述缺陷，本发明提出了一种自适应式电网谐波治理装置集成系统。

发明内容

本发明提供一种自适应式电网谐波治理装置集成系统，包括：主控制器、电网谐波采样模块、谐波分析模块、仿真模块、自主选择投切模块、谐波治理效果认证模块和谐波治理反馈模块；

所述自主选择投切模块包括谐波治理设备选取模块和谐波治理设备参数调节模块；

所述仿真模块包括谐波治理仿真方法选择模块、谐波治理仿真预测模块。

所述仿真方法选择模块包括：反向抵消法和整流逆变法；

所述谐波治理设备选取模块包括：有源滤波器、无源滤波器和背景谐波隔离器。

所述系统工作流程如下：

步骤1.电网谐波采样模块实时采样电网电压及电流信号；

步骤2.判断电网谐波是否异常；

步骤3.发现谐波异常后所述谐波分析模块对谐波频率、谐波大小和谐波源进行分析；

步骤4.仿真模块选择最优谐波治理仿真方法并进行谐波治理效果预判；

步骤5.根据所选仿真方法，谐波治理设备选取模块自主选择谐波治理装置并进行投切；

步骤6.调整所选谐波治理装置的算法参数及运行参数；

步骤7.谐波治理结果与步骤4所得的仿真结果对比后进行治理效果评价，如不符合标准则继续调整装置参数，直至谐波治理效果达标；

步骤8.将治理效果及谐波特征分析结果反馈主控制器，对电网谐波来源进行分析预警。

所述步骤4所述仿真模块分别通过反向抵消法和整流逆变法进行仿真，将得到的谐波治理效果预判与交流电压或电流的理想值进行对比，选取偏差小的为最优仿真方法。

所述步骤5根据所选仿真方法自主选择谐波治理装置并进行投切，如果所选仿真方法为反向抵消法则谐波治理装置选有源滤波器或无源滤波器；