CN103346566A - 无源滤波装置补偿性能诊断与改进方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了电能质量治理技术领域中的一种无源滤波装置补偿性能诊断与改进方法。包括计算无源滤波装置补偿后可达到的功率因数、单调谐h次谐波电流补偿率和补偿后注入系统h次谐波电流I_sh；判断补偿对象谐波是否超标，如果补偿对象谐波超标，则再判断无源滤波装置是否达到预计的补偿效果，如果无源滤波装置已达到预计的补偿效果，则根据已达到预计的补偿效果，确定补偿方法；否则，按无源滤波装置可达到的预计的补偿效果进行补偿，如果补偿后无源滤波装置未达到预计的补偿效果，则调整无源滤波装置的功率因数和/或调谐频次。本发明给出了补偿对象谐波超标时无源滤波装置可能的改造方案，用以有效治理电网谐波，提高电网的安全运行水平。

Description

无源滤波装置补偿性能诊断与改进方法

技术领域

本发明属于电能质量治理技术领域，尤其涉及一种无源滤波装置补偿性能诊断与改进方法。

背景技术

随着各种各样非线性负荷在供电系统中的大量应用，其所带来的功率因数低与谐波等电能质量扰动越来越突出，严重影响了电网的安全经济运行与用电设备的正常工作。为此，在实际工程中越来越多地应用电能质量治理装置进行扰动的抑制。在这些装置中，无源滤波装置是应用最为广泛的电能质量治理装置。

通常认为，无源滤波装置的技术含量较低，较易生产。但无源滤波装置在进行方案设计时是需要“量体裁衣”，很难采用统一规格的装置适应不同补偿对象的需求。因此，各厂家所生产装置是否可达到应有的补偿效果，从而满足补偿对象的需求，在方案设计时就需要进行评估。

目前，生产厂家在确定无源滤波装置容量、组数、各支路调谐点等参数时，有的进行了详细的分析设计，有的则是进行简单的设计或根据经验进行参数选择。在装置安装投运后，往往只是进行短时间的测试，有的无源滤波装置在投运之初就存在问题，或投运之初补偿效果虽然较好，但随着投运时间的延长、以及可能的供电系统与负荷情况的变化，其补偿后仍存在问题。无源滤波装置安装投运后，根据实测结果，如果补偿对象仍存在谐波补偿效果不能满足要求的情况，则可能是由于多种原因导致的，包括：

（1）无源滤波装置未充分发挥其应有的补偿效果；

（2）无源滤波装置本身在方案设计时就存在问题；

（3）其他原因。

此时，能否根据补偿对象的实际情况进行装置的改造，使其满足补偿对象的需求，成为亟待解决的问题。另外，现有技术中，在补偿效果不能满足要求，如何分析原因并采取有效措施的研究则很少。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种无源滤波装置补偿性能诊断与改进方法，用于进行无源滤波装置应达到及是否达到应有的补偿效果的分析，在补偿对象谐波补偿效果不能满足要求时，提出改进方案以满足补偿对象谐波补偿要求。

为了实现上述目的，本发明提出的技术方案是，一种无源滤波装置补偿性能诊断与改进方法，其特征是所述方法包括：

步骤1：计算无源滤波装置补偿后可达到的功率因数、单调谐h次谐波电流补偿率和补偿后注入系统h次谐波电流I_sh；

步骤2：判断补偿对象谐波是否超标，如果补偿对象谐波超标，则执行步骤3；否则，结束；

步骤3：判断无源滤波装置是否达到预计的补偿效果，如果无源滤波装置已达到预计的补偿效果，则执行步骤4；否则，执行步骤5；

步骤4：根据已达到预计的补偿效果，确定补偿方法；

步骤5：按无源滤波装置可达到的预计的补偿效果进行补偿，并判断补偿后无源滤波装置是否达到预计的补偿效果，如果无源滤波装置达到预计的补偿效果，则转至步骤3；否则，执行步骤6；

步骤6：调整无源滤波装置的功率因数和/或调谐频次。

所述步骤1包括如下子步骤：

子步骤101：分别计算电力系统基波等值电抗X_s、无源滤波装置的电容器每相基波容抗X_C、无源滤波装置的电抗器的基波电抗值X_K和无源滤波装置的电抗器的等值电阻R；

其中，电力系统基波等值电抗X_s的计算公式为

S_d是接入点三相最小短路容量；

U_N是接入点电压等级；

无源滤波装置的电容器每相基波容抗X_C的计算公式为或 $X_C=\frac{{3U}_{\mathrm{CN}}^2}{Q_{\mathrm{CN}}};$

Q₁是每条支路滤波器三相无功补偿容量；

k是电抗率；

U_CN是电容器额定电压；

Q_CN是三相额定容量；

无源滤波装置的电抗器的基波电抗值X_K的计算公式为X_K=k×X_C；

无源滤波装置的电抗器的等值电阻R的计算公式为

h₀是调谐频次；

q是品质因数；

子步骤102：利用公式

计算注入系统的h次谐波电流与谐波源的h次谐波电流的比值；

其中，A=hX_K-X_C/h；

B=hX_s+A；

子步骤103：分别计算补偿后可达到的功率因数和补偿后注入系统h次谐波电流；

其中，补偿后可达到的功率因数的计算公式为

是补偿前功率因数；

S是补偿对象的视在功率；

是补偿前电压与电流相位角；

Q₁是每条支路滤波器三相无功补偿容量且

∑Q₁是系统滤波器三相无功补偿容量之和；

补偿后注入系统h次谐波电流的计算公式为I_sh=α_sh×I_h；

α_sh是注入系统的h次谐波电流与谐波源的h次谐波电流的比值；

I_h是谐波源的h次谐波电流。

所述判断补偿对象谐波是否超标具体是，如果补偿后注入系统h次谐波电流大于公共连接点允许的第i个用户注入的第h次谐波电流的允许值，则补偿对象谐波超标；其中，1≤i≤n，n是公共连接点所有用户数。

所述判断无源滤波装置是否达到预计的补偿效果具体是，当无源滤波装置投入运行后设定时长统计的超标时段h次超标谐波电流的CP95值大于等于补偿后注入系统h次谐波电流I_sh时，则无源滤波装置未达到预计的补偿效果；当无源滤波装置投入运行后设定时长统计的超标时段h次超标谐波电流的CP95值小于补偿后注入系统h₀次谐波电流I_sh时，则无源滤波装置达到了预计的补偿效果。

所述步骤4具体包括如下子步骤：

子步骤201：设定功率因数门限值和调谐频次比值的门限值；

子步骤202：如果无源滤波装置投入运行后设定时长统计的超标时段功率因数平均值达到功率因数门限值且注入系统的h次谐波电流与谐波源的h次谐波电流的比值α_sh达到调谐频次比值的门限值，则执行子步骤203；

如果无源滤波装置投入运行后设定时长统计的超标时段功率因数平均值未达到功率因数门限值且注入系统的h次谐波电流与谐波源的h次谐波电流的比值α_sh达到调谐频次比值的门限值，则执行子步骤204；

如果无源滤波装置投入运行后设定时长统计的超标时段功率因数平均值达到功率因数门限值且注入系统的h次谐波电流与谐波源的h次谐波电流的比值α_sh未达到调谐频次比值的门限值，则执行子步骤205；

如果无源滤波装置投入运行后设定时长统计的超标时段功率因数平均值未达到功率因数门限值且注入系统的h次谐波电流与谐波源的h次谐波电流的比值α_sh未达到调谐频次比值的门限值，则执行子步骤206；

子步骤203：增加无源滤波装置的容量而后执行子步骤207；

子步骤204：调整调谐频次，判断补偿对象谐波是否超标，如果补偿对象谐波超标，则执行子步骤205；否则，执行子步骤207；

子步骤205：增加无源滤波装置的容量，判断补偿对象谐波是否超标，如果补偿对象谐波超标，则执行子步骤206；否则，执行子步骤207；

子步骤206：同时增加无源滤波装置的容量和更改谐波频次，判断补偿对象谐波是否超标，如果补偿对象谐波超标，则执行子步骤207；

子步骤207：结束。

所述调整无源滤波装置的功率因数和/或调谐频次包括如下子步骤：

子步骤301：设定功率因数门限值和调谐频次比值的门限值；

子步骤302：如果无源滤波装置投入运行后设定时长统计的超标时段功率因数平均值达到功率因数门限值且注入系统的h次谐波电流与谐波源的h次谐波电流的比值α_sh达到调谐频次比值的门限值，则执行子步骤303；

如果无源滤波装置投入运行后设定时长统计的超标时段功率因数平均值未达到功率因数门限值且注入系统的h次谐波电流与谐波源的h次谐波电流的比值α_sh达到调谐频次比值的门限值，则执行子步骤304；

如果无源滤波装置投入运行后设定时长统计的超标时段功率因数平均值达到功率因数门限值且注入系统的h次谐波电流与谐波源的h次谐波电流的比值α_sh未达到调谐频次比值的门限值，则执行子步骤305；

如果无源滤波装置投入运行后设定时长统计的超标时段功率因数平均值未达到功率因数门限值且注入系统的h次谐波电流与谐波源的h次谐波电流的比值α_sh未达到调谐频次比值的门限值，则执行子步骤306；

子步骤303：增加无源滤波装置的容量，而后执行子步骤307；

子步骤304：调整调谐频次，判断补偿对象谐波是否超标，如果补偿对象谐波超标，则执行子步骤305；否则，执行子步骤307；

子步骤305：增加无源滤波装置的容量，判断补偿对象谐波是否超标，如果补偿对象谐波超标，则执行子步骤306；否则，执行子步骤307；

子步骤306：同时增加无源滤波装置的容量和更改谐波频次，判断补偿对象谐波是否超标，如果补偿对象谐波超标，则执行子步骤307；

子步骤307：结束。

所述无源滤波装置的容量增加值的计算公式为

其中，S是系统的有功功率，

是无源滤波装置投入运行后设定时长统计的超标时段功率因数平均值，

通过

换算获得，

通过换算获得，

是设定功率因数门限值。

本发明根据无源滤波装置设计参数或实际参数，以及接入点的负荷与系统情况，进行无源滤波装置是否已达到预计的谐波补偿效果的分析，给出补偿对象谐波超标时无源滤波装置可能的改造方案，以有效治理电网谐波，提高电网的安全运行水平。

附图说明

图1是无源滤波装置补偿性能诊断与改进方法流程图；

图2是无源滤波装置预计可达到的谐波补偿效果分析图；

图3是无源滤波装置是否已达到预计的谐波补偿效果分析以及可能的改造方案分析流程图。

具体实施方式

下面结合附图，对优选实施例作详细说明。应该强调的是，下述说明仅仅是示例性的，而不是为了限制本发明的范围及其应用。

图1是无源滤波装置补偿性能诊断与改进方法流程图。如图1所示，本发明提供的方法包括：

步骤1：计算无源滤波装置补偿后可达到的功率因数、单调谐h次谐波电流补偿率和补偿后注入系统h次谐波电流I_sh。

首先输入进行无源滤波装置补偿性能诊断与改进方法分析的必要参数，相关输入参数包括：

（1）给定电能质量治理装置接入点电网参数

接入点电网参数包括接入点（即公共连接点PCC）三相最小短路容量S_d（MVA）与接入点电压等级U_N（kV）。

（2）负荷（补偿对象）功率与功率因数等

指所补偿的对象的视在功率S（MVA），补偿前功率因数

以及补偿对象（用户）的用电协议容量S_i（MVA）。视在功率S按无源滤波装置未投入运行时，所得到的视在功率的CP95值选取；功率因数

按较大负荷时功率因数选取。

（3）欲补偿的电能质量扰动

无功功率、主要次数谐波电流(A)。谐波电流按监测点所加装无源滤波装置未投入运行时，所得到的谐波电流的CP95值选取。

（4）电能质量指标限值要求

①按标准给出

补偿后要达到的功率因数

（默认值可设定为0.95）；谐波电流、谐波电压国标限值。

②用户特殊要求（自定义给出）

补偿后要达到的功率因数

谐波电流、谐波电压限值。

（5）装置容量等相关参数

滤波器三相无功补偿容量Q₁（Mvar）（或提供电容器额定电压U_CN（kV）（为相电压）、三相额定容量Q_CN（Mvar））、（说明：对于10kV以上电压等级的补偿，涉及电容器的串联与并联，U_CN和Q_CN应为电容器串联与并联后的等值参数。电容器按星形连接考虑。）、调谐频次h₀、电抗率k（如4.5%、6%等）、滤波器品质因数q（若无法提供，则取为典型值50）。滤波支路数（对每个支路均提供上述参数）。

根据上述输入参数，依据相应模型可进行相关基本参数计算与可达到的补偿效果计算，包括：

子步骤101：分别计算电力系统基波等值电抗X_s、无源滤波装置的电容器每相基波容抗X_C、无源滤波装置的电抗器的基波电抗值X_K和无源滤波装置的电抗器的等值电阻R。

其中，电力系统基波等值电抗X_s的计算公式为

S_d是接入点三相最小短路容量，U_N是接入点电压等级。

无源滤波装置的电容器每相基波容抗X_C的计算公式为或

Q₁是滤波器三相无功补偿容量，k是电抗率，U_CN是电容器额定电压，Q_CN是三相额定容量。

无源滤波装置的电抗器的基波电抗值X_K的计算公式为X_K=k×X_C。

无源滤波装置的电抗器的等值电阻R的计算公式为

h₀是调谐频次，q是品质因数。

子步骤102：利用公式计算注入系统的h次谐波电流与谐波源的h次谐波电流的比值。其中，A=hX_K-X_C/h，B=hX_s+A。

子步骤103：分别计算补偿后可达到的功率因数和补偿后注入系统h次谐波电流。

补偿后可达到的功率因数的计算公式为

是补偿前功率因数，S是补偿对象的视在功率，

是补偿前电压与电流相位角，Q₁是每条支路滤波器三相无功补偿容量且

∑Q₁是系统滤波器三相无功补偿容量之和，

补偿后注入系统h次谐波电流的计算公式为I_sh=α_sh×I_h。α_sh是注入系统的h次谐波电流与谐波源的h次谐波电流的比值，I_h是谐波源的h次谐波电流。

步骤2：判断补偿对象谐波是否超标，如果补偿对象谐波超标，则执行步骤3；否则，结束。

判断补偿对象谐波是否超标具体是，如果补偿后注入系统h次谐波电流大于公共连接点允许的第i个用户注入的第h次谐波电流的允许值，则补偿对象谐波超标；其中，1≤i≤n，n是公共连接点所有用户数。

步骤3：判断无源滤波装置是否达到预计的补偿效果，如果无源滤波装置已达到预计的补偿效果，则执行步骤4；否则，执行步骤5。

判断无源滤波装置是否达到预计的补偿效果具体是，当无源滤波装置投入运行后设定时长统计的超标时段h次超标谐波电流的CP95值大于等于补偿后注入系统h次谐波电流I_sh时，则无源滤波装置未达到预计的补偿效果；当无源滤波装置投入运行后设定时长统计的超标时段h次超标谐波电流的CP95值小于补偿后注入系统h次谐波电流I_sh时，则无源滤波装置达到了预计的补偿效果。

步骤4：根据已达到预计的补偿效果，确定补偿方法。具体为：

所述步骤4具体包括如下子步骤：

子步骤201：设定功率因数门限值和调谐频次比值的门限值。

功率因数门限值：若统计的超标时段功率因数

的平均值小于0.96时，可按上限0.98考虑，即将功率因数门限值设为0.98。

调谐频次比值的门限值：若调谐频次h₀与该频次滤波装置应滤除的主要次数谐波的比值小于0.98时，可按上限0.98考虑，即将调谐频次比值的门限值设为0.98。

共有4种情况（按以下先后顺序）：

（1）统计的超标时段功率因数

的平均值和调谐频次h₀均已达上限而不可更改。

（2）更改调谐频次h₀。

（3）增加无功功率补偿量（提高功率因数）。

（4）同时更改调谐频次h₀和增加无功功率补偿量（提高功率因数）。

子步骤202：如果无源滤波装置投入运行后设定时长统计的超标时段功率因数平均值达到功率因数门限值且注入系统的h次谐波电流与谐波源的h次谐波电流的比值α_sh达到调谐频次比值的门限值，则执行子步骤203。

如果无源滤波装置投入运行后设定时长统计的超标时段功率因数平均值未达到功率因数门限值且注入系统的h次谐波电流与谐波源的h次谐波电流的比值α_sh达到调谐频次比值的门限值，则执行子步骤204。

如果无源滤波装置投入运行后设定时长统计的超标时段功率因数平均值达到功率因数门限值且注入系统的h次谐波电流与谐波源的h次谐波电流的比值α_sh未达到调谐频次比值的门限值，则执行子步骤205。

如果无源滤波装置投入运行后设定时长统计的超标时段功率因数平均值未达到功率因数门限值且注入系统的h次谐波电流与谐波源的h次谐波电流的比值α_sh未达到调谐频次比值的门限值，则执行子步骤206。

子步骤203：增加无源滤波装置的容量。

此时所装设的无源滤波装置具有较好地抑制谐波与补偿无功功率的能力，但由于负荷中谐波较严重，致使谐波仍超标。可增加无源滤波装置的容量，但应注意不要产生无功功率过补偿（如采用并联电抗器的方案）；或考虑采用其它补偿方式。

子步骤204：调整调谐频次，判断补偿对象谐波是否超标，如果补偿对象谐波超标，则执行子步骤205。

如果补偿对象谐波不超标，则说明所装设的无源滤波装置具有较好地抑制谐波与补偿无功功率的能力，但由于负荷中谐波较严重，致使谐波仍超标。建议调整调谐频次，以达到限值要求，执行子步骤207。

子步骤205：增加无源滤波装置的容量，判断补偿对象谐波是否超标，如果补偿对象谐波超标，则执行子步骤206。

如果补偿对象谐波不超标，则说明所装设的无源滤波装置具有较好地抑制谐波与补偿无功功率的能力，但由于负荷中谐波较严重，致使谐波仍超标。建议增加无源滤波装置的容量，如采用该方案，则可达到限值要求，执行子步骤207。

子步骤206：同时增加无源滤波装置的容量和更改谐波频次，判断补偿对象谐波是否超标，如果补偿对象谐波超标，则执行子步骤207。

如果补偿对象谐波不超标，则说明所装设的无源滤波装置具有较好地抑制谐波与补偿无功功率的能力，但由于负荷中谐波较严重，致使谐波仍超标。建议同时调整调谐频次并增加无源滤波装置的容量，如采用该方案，则可达到限值要求，执行子步骤207。

子步骤207：结束。如果采用上述方案谐波依然超标，则说明所装设的无源滤波装置未能较好地抑制谐波，可能存在装置中相关参数变化引起不匹配等原因。若能达到较好的补偿效果，则不会出现谐波超标的情况。

步骤5：步骤5：按无源滤波装置可达到的预计的补偿效果进行补偿，并判断补偿后无源滤波装置是否达到预计的补偿效果，如果无源滤波装置达到预计的补偿效果，则转至步骤3；否则，执行步骤6。

按无源滤波装置可达到的预计的补偿效果进行补偿，即使无源滤波装置投入运行后设定时长统计的超标时段h次超标谐波电流的CP95值等于补偿后注入系统h次谐波电流I_sh。如果补偿后，无源滤波装置达到预计的补偿效果，则说明所装设的无源滤波装置未能较好地抑制谐波，可能存在装置中相关参数变化引起不匹配等原因。若能达到较好的补偿效果，则不会出现谐波超标的情况。

步骤6：调整无源滤波装置的功率因数和/或调谐频次。

如果补偿后，无源滤波装置未能达到预计的补偿效果，则采用如下子步骤进行调整，包括：

子步骤301：设定功率因数门限值和调谐频次比值的门限值。

功率因数门限值：若统计的超标时段功率因数

的平均值小于0.96时，可按上限0.98考虑，即将功率因数门限值设为0.98。

调谐频次比值的门限值：若调谐频次h₀与该频次滤波装置应滤除的主要次数谐波的比值小于0.98时，可按上限0.98考虑，即将调谐频次比值的门限值设为0.98。

子步骤302：如果无源滤波装置投入运行后设定时长统计的超标时段功率因数平均值达到功率因数门限值且注入系统的h次谐波电流与谐波源的h次谐波电流的比值α_sh达到调谐频次比值的门限值，则执行子步骤303。

如果无源滤波装置投入运行后设定时长统计的超标时段功率因数平均值未达到功率因数门限值且注入系统的h次谐波电流与谐波源的h次谐波电流的比值α_sh达到调谐频次比值的门限值，则执行子步骤304。

如果无源滤波装置投入运行后设定时长统计的超标时段功率因数平均值达到功率因数门限值且注入系统的h次谐波电流与谐波源的h次谐波电流的比值α_sh未达到调谐频次比值的门限值，则执行子步骤305。

如果无源滤波装置投入运行后设定时长统计的超标时段功率因数平均值未达到功率因数门限值且注入系统的h次谐波电流与谐波源的h次谐波电流的比值α_sh未达到调谐频次比值的门限值，则执行子步骤306。

子步骤303：增加无源滤波装置的容量。

此时，所装设的无源滤波装置未能较好地抑制谐波，可能存在装置中相关参数不匹配等原因；同时由于负荷中谐波问题较严重，致使谐波仍超标。可增加无源滤波装置的容量，但应注意不要产生无功功率过补偿（如采用并联电抗器的方案）；或考虑采用其它补偿方式。

子步骤304：调整调谐频次，判断补偿对象谐波是否超标，如果补偿对象谐波超标，则执行子步骤305。

如果补偿对象谐波不超标，则说明所装设的无源滤波装置未能较好地抑制谐波，可能存在装置中相关参数不匹配等原因；同时由于负荷中谐波问题较严重，致使谐波仍超标。建议调整调谐频次，如采用下述方案，则可达到限值要求，执行子步骤307。

子步骤305：增加无源滤波装置的容量，判断补偿对象谐波是否超标，如果补偿对象谐波超标，则执行子步骤306。

如果补偿对象谐波不超标，则说明所装设的无源滤波装置未能较好地抑制谐波，可能存在装置中相关参数不匹配等原因；同时由于负荷中谐波问题较严重，致使谐波仍超标。建议增加无源滤波装置的容量，如采用下述方案，则可达到限值要求，执行子步骤307。

子步骤306：同时增加无源滤波装置的容量和更改谐波频次，判断补偿对象谐波是否超标，如果补偿对象谐波超标，则执行子步骤307。

如果补偿对象谐波不超标，则说明所装设的无源滤波装置未能较好地抑制谐波，可能存在装置中相关参数不匹配等原因；同时由于负荷中谐波问题较严重，致使谐波仍超标。建议同时调整调谐频次并增加无源滤波装置的容量，如采用下述方案，则可达到限值要求，执行子步骤307。

子步骤307：结束。

如果上述方案均超标，则说明所装设的无源滤波装置未能较好地抑制谐波，可能存在装置中相关参数不匹配等原因；同时由于负荷中谐波问题较严重，致使谐波仍超标。可考虑无源滤波方案与其他方案配合使用，如采用SVC方案等进行谐波扰动的治理。

在上述方案中，如果需要增加无源滤波装置的容量，则无源滤波装置的容量增加值可以采用公式

计算。其中，S是系统的有功功率，

是无源滤波装置投入运行后设定时长统计的超标时段功率因数平均值，

通过

换算获得，

通过

换算获得，是设定功率因数门限值。

本发明所提出的无源滤波装置补偿性能诊断与改进方法具有通用性，所给出的建议方案合理，可在满足供电系统运行要求与装置安全运行情况下，有效改善谐波的补偿效果，提高供用电系统的电能质量。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (7)

1.一种无源滤波装置补偿性能诊断与改进方法，其特征是所述方法包括：

步骤1：计算无源滤波装置补偿后可达到的功率因数、单调谐h次谐波电流补偿率和补偿后注入系统h次谐波电流I_sh；

步骤2：判断补偿对象谐波是否超标，如果补偿对象谐波超标，则执行步骤3；否则，结束；

步骤3：判断无源滤波装置是否达到预计的补偿效果，如果无源滤波装置已达到预计的补偿效果，则执行步骤4；否则，执行步骤5；

步骤4：根据已达到预计的补偿效果，确定补偿方法；

步骤5：按无源滤波装置可达到的预计的补偿效果进行补偿，并判断补偿后无源滤波装置是否达到预计的补偿效果，如果无源滤波装置达到预计的补偿效果，则转至步骤3；否则，执行步骤6；

步骤6：调整无源滤波装置的功率因数和/或调谐频次。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征是所述步骤1包括如下子步骤：

子步骤101：分别计算电力系统基波等值电抗X_s、无源滤波装置的电容器每相基波容抗X_C、无源滤波装置的电抗器的基波电抗值X_K和无源滤波装置的电抗器的等值电阻R；

其中，电力系统基波等值电抗X_s的计算公式为

S_d是接入点三相最小短路容量；

U_N是接入点电压等级；

无源滤波装置的电容器每相基波容抗X_C的计算公式为

或 $X_C=\frac{{3U}_{\mathrm{CN}}^2}{Q_{\mathrm{CN}}};$

Q₁是每条支路滤波器三相无功补偿容量；

k是电抗率；

U_CN是电容器额定电压；

Q_CN是三相额定容量；

无源滤波装置的电抗器的基波电抗值X_K的计算公式为X_K=k×X_C；

无源滤波装置的电抗器的等值电阻R的计算公式为

h₀是调谐频次；

q是品质因数；

子步骤102：利用公式

计算注入系统的h次谐波电流与谐波源的h次谐波电流的比值；

其中，A=hX_K-X_C/h；

B=hX_s+A；

子步骤103：分别计算补偿后可达到的功率因数和补偿后注入系统h次谐波电流；

其中，补偿后可达到的功率因数的计算公式为

是补偿前功率因数；

S是补偿对象的视在功率；

是补偿前电压与电流相位角；

Q₁是每条支路滤波器三相无功补偿容量且

∑Q₁是系统滤波器三相无功补偿容量之和；

补偿后注入系统h次谐波电流的计算公式为I_sh=α_sh×I_h；

α_sh是注入系统的h次谐波电流与谐波源的h次谐波电流的比值；

I_h是谐波源的h次谐波电流。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征是所述判断补偿对象谐波是否超标具体是，如果补偿后注入系统h次谐波电流大于公共连接点允许的第i个用户注入的第h次谐波电流的允许值，则补偿对象谐波超标；其中，1≤i≤n，n是公共连接点所有用户数。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征是所述判断无源滤波装置是否达到预计的补偿效果具体是，当无源滤波装置投入运行后设定时长统计的超标时段h次超标谐波电流的CP95值大于等于补偿后注入系统h次谐波电流I_sh时，则无源滤波装置未达到预计的补偿效果；当无源滤波装置投入运行后设定时长统计的超标时段h次超标谐波电流的CP95值小于补偿后注入系统h次谐波电流I_sh时，则无源滤波装置达到了预计的补偿效果。

5.根据权利要求2所述的方法，其特征是所述步骤4具体包括如下子步骤：

子步骤201：设定功率因数门限值和调谐频次比值的门限值；

子步骤202：如果无源滤波装置投入运行后设定时长统计的超标时段功率因数平均值达到功率因数门限值且注入系统的h次谐波电流与谐波源的h次谐波电流的比值α_sh达到调谐频次比值的门限值，则执行子步骤203；

如果无源滤波装置投入运行后设定时长统计的超标时段功率因数平均值未达到功率因数门限值且注入系统的h次谐波电流与谐波源的h次谐波电流的比值α_sh达到调谐频次比值的门限值，则执行子步骤204；

如果无源滤波装置投入运行后设定时长统计的超标时段功率因数平均值达到功率因数门限值且注入系统的h次谐波电流与谐波源的h次谐波电流的比值α_sh未达到调谐频次比值的门限值，则执行子步骤205；

如果无源滤波装置投入运行后设定时长统计的超标时段功率因数平均值未达到功率因数门限值且注入系统的h次谐波电流与谐波源的h次谐波电流的比值α_sh未达到调谐频次比值的门限值，则执行子步骤206；

子步骤203：增加无源滤波装置的容量，而后执行步骤207；

子步骤204：调整调谐频次，判断补偿对象谐波是否超标，如果补偿对象谐波超标，则执行子步骤205；否则，执行步骤207；

子步骤205：增加无源滤波装置的容量，判断补偿对象谐波是否超标，如果补偿对象谐波超标，则执行子步骤206；否则，执行步骤207；

子步骤206：同时增加无源滤波装置的容量和更改谐波频次，判断补偿对象谐波是否超标，如果补偿对象谐波超标，则执行子步骤207；

子步骤207：结束。

6.根据权利要求2所述的方法，其特征是所述调整无源滤波装置的功率因数和/或调谐频次包括如下子步骤：

子步骤301：设定功率因数门限值和调谐频次比值的门限值；

子步骤302：如果无源滤波装置投入运行后设定时长统计的超标时段功率因数平均值达到功率因数门限值且注入系统的h次谐波电流与谐波源的h次谐波电流的比值α_sh达到调谐频次比值的门限值，则执行子步骤303；

如果无源滤波装置投入运行后设定时长统计的超标时段功率因数平均值未达到功率因数门限值且注入系统的h次谐波电流与谐波源的h次谐波电流的比值α_sh达到调谐频次比值的门限值，则执行子步骤304；

如果无源滤波装置投入运行后设定时长统计的超标时段功率因数平均值达到功率因数门限值且注入系统的h次谐波电流与谐波源的h次谐波电流的比值α_sh未达到调谐频次比值的门限值，则执行子步骤305；

如果无源滤波装置投入运行后设定时长统计的超标时段功率因数平均值未达到功率因数门限值且注入系统的h次谐波电流与谐波源的h次谐波电流的比值α_sh未达到调谐频次比值的门限值，则执行子步骤306；

子步骤303：增加无源滤波装置的容量，而后执行子步骤307；

子步骤304：调整调谐频次，判断补偿对象谐波是否超标，如果补偿对象谐波超标，则执行子步骤305；否则，执行子步骤307；

子步骤305：增加无源滤波装置的容量，判断补偿对象谐波是否超标，如果补偿对象谐波超标，则执行子步骤306；否则，执行子步骤307；

子步骤306：同时增加无源滤波装置的容量和更改谐波频次，判断补偿对象谐波是否超标，如果补偿对象谐波超标，则执行子步骤307；

子步骤307：结束。

7.根据权利要求5或6所述的方法，其特征是所述无源滤波装置的容量增加值的计算公式为

其中，S是系统的有功功率，是无源滤波装置投入运行后设定时长统计的超标时段功率因数平均值，

通过

换算获得，

通过

换算获得，

是设定功率因数门限值。

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