[发明专利]低压数字化分布式终端电能质量控制系统及控制方法

说明书

本发明公开了一种低压数字化分布式终端电能质量控制系统及控制方法，其包括与电网并联的n组变流器；变流器共用直流侧贮能单元、高通滤波器、并网滤波电抗；直流侧贮能单元与变流器主电路连接，变流器主电路的开关控制直流侧贮能单元的电流输出；高通滤波器位于变流器主电路向供电线路的输电线路上，并网滤波电抗也位于变流器主电路向供电线路的输电线路上。本发明能实现低压终端稳压调压、补偿谐波、补偿无功、补偿三相不平衡等多目标电能质量控制；能实现节点处电能质量智能化自识别双向控制：即能控制由电源侧电网传来的电能质量问题，又能控制由负载侧产生的电能质量问题；能实现直流侧电容供能与整流供能的复合稳压功能，提高直流电压稳定度。

技术领域

本发明涉及电能质量控制技术领域，具体涉及一种低压数字化分布式终端电能质量控制系统及控制方法。

背景技术

医院低压输配电网络系统中，各类犹如核磁共振MRI、CT、直线加速器等大中型非线性医疗设备越来越多的普及应用，使低压输配电系统电压瞬降闪变、电压电流谐波畸变、电流三相不平衡、无功功率波动、有功功率波动等电能质量多重问题常态化，电能质量品质日趋恶化。

这些谐波源、无功源负荷特点：1)负荷容量多在20kw～100kw范围波动，其中暂态性、冲击性负荷特征明显；2)电压畸变率THDU平均在1.0％～3％，电流畸变率THDi多在30％～60％，少数严重的THDi高达120％；3)系统同一输配电节点，因不同时段出现感性负载特征与容性负载特征交替变化；4)系统动态敏感性强，一处的电能质量问题迅速波及它处；5)这些谐波源、无功源既是严重的污染源，又是必须向其提供高品质电能的重要医疗设备；6)每个污染源常常是多项电能质量问题叠加在一起。

目前，常规电能质量控制装置主要有SVC、SVG、APF、UPQC等，用于解决上述电能质量问题，主要存在的问题如下：

传统的SVC装置，包括TCR、TSC等，其主要问题：动态响应速度慢，实时性差；易产生过补、欠补、谐振；只能补偿无功；体积大；实际应用时，通过组合，多用于变配电低压侧集中补偿。

SVG属于新型电力电子设备，其响应速度快、动态实时性好、体积小，其主要问题：一是只能单项补偿无功功率，不能满足多目标电能质量问题处理；二是SVG若不采用多重化或多电平技术，则其自身产生的谐波问题严重，会对补偿对象产生影响。

APF属于新型电力电子设备，其主要用于消除谐波，同时也可提供部分无功，其主要问题：一是在单独使用情况下，若处理多目标，其能力有限，必须增大补偿容量，使动态响应速度变缓，实时性变差，同时体积也增大；二是独立使用情况下，受其控制方式的影响，其主要的谐波治理效率，实测仅达55％～70％。

UPQC即通用电能质量控制器，属于新型电力电子设备，其功能强大，可同时调控电压、抑制谐波、补偿无功，性能优良，目前主要用于高压输配电网、大容量场所(尚未见低压网络应用报道)，若用于控制低压终端节点电能质量，主要问题：一是该装置核心是由有源滤波器(APF)串并联组合而成，其中并联有源滤波组并联于电网，主要是提供无功补偿，串联有源滤波组通过变压器串联于电网上(负载前端)，主要提供电压调控。一般情况下，大中型医疗设备按照其使用要求都需要就地配置稳压变压器，这样就与UPQC的串联组变压器形成重复设置，增加能耗；二是该装置体积较大，价格昂贵，低压终端应用的经济适用性差，也不适宜于低压终端电能质量控制。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题，特别创新地提出了一种低压数字化分布式终端电能质量控制系统及控制方法。