[发明专利]一种电网谐波治理和无功补偿系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及电网谐波治理技术领域，具体涉及一种电网谐波治理和无功补偿系统及方法。

背景技术

随着我国国民经济的快速提升，电力电子技术正在迅速发展，换流装置在各领域广泛应用。由于换流装置等非线性负荷日益增加，如：水和食盐电解的硅整流装置、电气化铁路中的电力机车、直流拖动用硅整流电源、电弧炉、直流输电换流站、各种广泛应用的变频调速装置、交流调压装置等等。上述非线性负荷造成电力系统电压、电流波形畸变，给电力系统安全经济运行造成严重危害：例如，引起保护及安全自动装置误动、引起电动机附加损耗、发热和机械振动、导致补偿电容器过热、给电能计量及常规仪表带来误差、对通讯线路产生干扰等危害。

我国为加强对谐波的监测、管理及治理，于1994年正式颁布了GB/T14549-93国家标准《电能质量--公用电网谐波》。针对目前国内谐波分析装置的使用情况，以及装置在运行过程中出现的问题，现有的装置一般只测量3-21次奇次谐波，只能在三相平衡的情况下正常运行，且现有的装置只有测量谐波功能，没有谐波治理、无功补偿、运行保护等功能。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种电网谐波治理和无功补偿系统及方法，以解决现有的谐波检测装置不能自动对谐波进行治理和无功补偿的问题。

为此，本发明提供了如下技术方案：

本发明提供了一种电网谐波治理和无功补偿系统，包括：信号采集装置，用于采集电网中的电信号；处理装置，用于根据所述电信号计算第一电参量值；根据所述第一电参量值判断是否需要调整电网中的谐波含量；当需要调整电网中的谐波含量时，根据所述第一电参量值发出用于调整电网中谐波含量的第一控制信号；计算谐波含量调整后的电网中的第二电参量值；根据所述第二电参量值判断是否需要对电网进行无功补偿；当需要对电网进行无功补偿时，根据所述第二电参量值发出用于对电网进行无功补偿的第二控制信号；控制装置，并联连接谐波治理装置和无功补偿装置，用于根据所述第一控制信号控制所述谐波治理装置调整电网中的谐波含量，还用于根据所述第二控制信号控制所述无功补偿装置对电网进行无功补偿。

可选地，所述电网谐波治理和无功补偿系统还包括：检测装置，用于采集用电设备周围环境参数，并将所述环境参数发送至所述处理装置。

可选地，所述处理装置用于根据所述第一电参量值、所述第二电参量值或所述环境参数发出报警信号或第三控制信号，所述第三控制信号用于控制电网中电源开关的闭合和断开，其中，所述第一电参量值为电网中的谐波含量，所述第二电参量值为电网中的功率因数。

可选地，所述信号采集装置包括：电压输入电路，用于采集实时电压信号；电流输入电路，用于采集实时电流信号；滤波电路，其输入端并联连接所述电压输入电路与所述电流输入电路，用于滤除所述电压信号和所述电流信号中的纹波。

可选地，所述信号采集装置还包括：外部开关量输入电路，用于采集和发出电网中触点的开关量信号；第一电气隔离电路，连接至所述处理装置，用于将所述开关量信号进行光电隔离。

可选地，所述电网谐波治理和无功补偿系统，还包括AD采样电路，用于将所述电信号进行模数转换，将转换后的数字量信号发送至所述处理装置。

可选地，所述处理装置包括：数字信号处理电路，用于接收所述数字量信号，对所述数字量信号进行计算得到所述第一电参量值和所述第二电参量值；分析电路，用于对所述第一电参量值和所述第二电参量值进行存储与分析，根据分析结果发出报警信号；谐波治理和无功补偿电路，用于根据所述分析结果，发出用于所述第一控制信号，和/或所述第二控制信号。

可选地，所述控制装置为同步开关，所述同步开关通过控制所述谐波治理装置中电抗器和电容器的投切实现谐波治理，通过控制所述无功补偿装置中电容器的投切实现无功补偿。

可选地，当所述功率因数为正值时，所述同步开关控制切除第一预定数量的无功补偿装置中的补偿电容；当所述功率因数为负值时，所述同步开关控制投入第二预定数量的无功补偿装置中的补偿电容。

可选地，所述电网谐波治理和无功补偿系统还包括：同步开关状态检测装置，连接所述同步开关，用于检测并发送所述同步开关的工作状态信号；第二电气隔离电路，连接至所述处理装置，用于对所述同步开关的工作状态信号进行光电隔离。