[发明专利]引入实测电能参数的无源滤波补偿的设计仿真工具及方法

说明书

本发明提供引入实测电能参数的无源滤波补偿的设计仿真工具，引入待投运配电系统实测电能参数，基于系统中支路配型结果中所有支路的等效电路，通过实测计算短路容量、变压器阻抗计算短路容量、标幺值或有名值计算系统短路容量，对仿真短路容量进行范围限定；通过设计仿真模块，将实际测试电能参数谐波电流和谐波电压的引入运行结果，进行自动寻优仿真计算，以公用电网谐波电能质量的国家标准为依据进行判断，输出额定选型结果；本发明技术方案不依赖于技术人员的个人经验，通过自动计算获得准确的选型结果，不但提高了计算准确率，而且提高了计算效率。同时本专利还公布了引入实测电能参数的无源滤波补偿设计仿真方法。

技术领域

本发明涉及电力电子技术技术领域，具体为引入实测电能参数的无源滤波补偿的设计仿真工具。

背景技术

在电力系统中，谐波的存在是导致电网电能质量污染的常见原因。通常的解决方法是通过无源滤波补偿装置降低谐波危害。配置不同的无源滤波补偿装置，在不同的电力环境中，需要技术人员基于实际的环境做无源滤波补偿计算；然而当前无源滤波补偿设计大多依靠从业工程技术人员的经验为主进行人工计算。所以存在如下问题：

(1)通常存在设计和仿真时对滤波补偿即将运行的环境电能实测参数考虑不周，甚至存在严重缺失的问题。如实测谐波电压参数对设计和选型的影响，该电压值通常由系统背景谐波电压和负载侧产生的谐波电压组成；

(2)现有技术中，滤波补偿接入点的短路容量(MVA)是设计和仿真时必不可少的参数，技术人员大多基于有名值或标幺值方法来进行计算，考虑计算所需条件和难度，结果往往偏离实际，导致计算和仿真的结果偏离实际，缺乏可用性，甚至存在运行风险；

(3)技术人员计算和仿真时，需要考虑不同电压等级、滤波器类型及组合、滤波器电抗电容的接线方式，不但计算复杂，且计算量非常大，对技术人员个人能力要求非常高，经常发生仿真效果不符合实际情况的问题。；

发明内容

为了解决现有技术中计对无源滤波补偿的计算和设计过于依赖技术人员个人能力，导致计算结果不准确的问题，本发明提供引入实测电能参数的无源滤波补偿的设计仿真工具，其可以不依赖于技术人员的个人经验，输入初始参数后，基于待投运的配电系统实测电能参数谐波电流和谐波电压值，经过仿真和寻优自动限定系统仿真短路容量MVA的范围，进而获得选型设计所需的最优参数范围。同时本发明还公布了引入实测电能参数的无源滤波补偿设计仿真方法。

本发明的技术方案是这样的：引入实测电能参数的无源滤波补偿的设计仿真工具，其特征在于，其包括：参数输入模块、LCR和滤波器配型模块、数值计算综合模块、仿真模块、国标限值计算模块、系统短路容量计算模块；

所述参数输入模块用以提供技术人员将设计仿真用参数输入到工具中；所述参数输入模块预先指定输入参数的单位，输入之后的参数被保存在工具中，供所述数值计算综合模块、所述仿真模块调用；所述参数保存时以参数名、数值区域的形式进行保存；所述设计仿真用参数包括：待投运配电系统的实测电能参数、系统初始参数、计算用参数、仿真用参数；

所述LCR和滤波器配型模块中基于滤波器类型、LCR安装方式进行组合配型，实现不同电压等级、滤波器类型及组合变化；计算获得的支路配型结果输入到所述数值计算综合模块中作为计算的基础；

所述数值计算综合模块基于所述实测电能参数、所述系统初始参数、所述计算用参数、所述LCR和滤波器配型模块输入的所述支路配型结果进行计算，获得LCR支路的额定参数值，以及最高限值系统短路电容、最低限值测试计算短路容量；基于支路LCR基础电能参数计算获得所有的支路过流过压值；基于所述支路过流过压值，获得额定安装容量值；基于额定安装容量值，获得所述额定参数值；

所述国标限值计算模块基于公共点最小短路容量、公共点基准短路容量、用户用电协议容量、公共点的供电协议容量、基准电压，计算所述实测电能参数中谐波电流值、电压值对应的国标限值；