[发明专利]一种基于主从控制的电能质量控制系统及控制方法

说明书

本发明属于电能质量控制技术领域，具体涉及一种基于主从控制的电能质量控制系统及控制方法，以解决现有电能质量技术中多台同容量设备并联使用中存在设备输出功率不统一、设备并机数受限的问题，本发明将传统电能质量设备的控制器，分为主控制器和从控制器，一套电能质量补偿设备的控制器由一个主控制器和若干从控制器组成，主控制器通过采集负载电压、电流，分析负载电流中谐波电流和无功电流的成分和含量，根据补偿要求，计算整个系统需补偿的谐波电流和无功电流的大小，根据设备并机数量计算单台并机设备所需补偿功率。既解决了每台设备输出功率不统一、设备并机数和并机容量受限的问题，又实现了多台设备间的统一协调控制，提升了设备资源利用率。

技术领域

本发明涉及电能质量控制技术领域，具体涉及一种基于主从控制的电能质量控制系统及控制方法。

背景技术

当前电网中由于大功率电机调速装置、电弧炉等非线性或不平衡负载的大量使用，向电网吸收大量的无功、谐波电流，造成电流、电压发生畸变或不平衡，从而引起电网系统的效率和功率因数降低，电子设备误动作及使用年限降低等与电能质量相关的问题，而解决上述电能质量问题最好的方法就是通过无功、谐波补偿设备补偿无功、抑制谐波。但随着电机调速装置、电弧炉等非线性或不平衡负载的功率不断增大，所需的容量也不断增大。

为满足补偿容量的需求，电能质量补偿设备有两个发展的趋势：第一，补偿设备的单体容量不断增大，但存在的问题是成本高、可靠性低、冗余性差、补偿精度低、可扩展性不灵活；第二，通过多台相同小容量设备并联的形式，增大补偿设备整体容量，这种方式成本低、冗余性强、补偿精度高。但由于单台设备容量较小，所以并联设备的数量会比较多，当设备并联数达到一定数量时，各个并联设备之间的控制和协调将会成为很大的问题，且由于每台设备都会接收到外部信号(包括启动、停止、负载电流、系统总输出电流等)，并对其进行分析然后再给定输出，所需要的控制资源较大，且并联设备输出功率不同意，补偿设备并机数受限，并机容量受限。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有电能质量技术中多台同容量设备并联使用时，存在每台设备输出功率不统一、设备并机数受限的问题，提供了一种基于主从控制的电能质量控制系统。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种基于主从控制的电能质量控制系统，包括连接在三相电网电压上的电能质量补偿设备，电能质量补偿设备连接有三相负载电压和电流采集模块，三相负载电压和电流采集模块与三相非线性或不平衡负载连接；

所述电能质量补偿设备包括多个并联在三相电网电压上的Module模块，每个所述Module模块包括与三相电网电压连接的滤波模块，滤波模块连接有单机电压和电流采集模块，单机电压和电流采集模块连接有HB模块；

所述三相负载电压和电流采集模块还连接有用于采集负载电压和电流主控制单元，主控制单元双向连接有多个从控制单元，每个从控制单元与对应单机电压和电流采集模块连接用于采集对应Module模块的输出电压和电流，从控制单元可将对应Module模块的输出电压和电流传输给主控制单元，主控制单元可将下发给Module模块的补偿电流信号传输给从控制单元，HB模块与对应从控制单元连接用于执行从控制单元的补偿电流指令。

进一步地，滤波模块包括串接在三相电压上的第一三相进线电感L1、第二三相进线电感L2，第一三相进线电感L1与第二三相进线电感L2之间的三个连接端子上并联有滤波电阻R_Lb,滤波电阻R_Lb上串联有滤波电容C_Lb。

进一步地，HB模块包括并联设置的三组IGBT管S、一组直流电容，一组直流电容包括串联的第一直流电容C1、第二直流电容C2，IGBT管S包括串联的4个IGBT管S，两侧相邻IGBT管S之间串接有两个钳位二极管D，中间相邻IGBT管S之间与单机电压和电流采集模块的端子对应连接，两钳位二极管D之间、第一电容C1、第二电容C2之间均通过接线端子连接。