CN105703362A - 一种分散式电能质量调节系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种分散式电能质量调节器，其包括串联型补偿装置和并联型补偿装置是一个或多个，并且每个所述的串联型补偿装置和并联型补偿装置含有中央控制器。所述的串联型补偿装置与并联型补偿装置之间不共直流母线。多个串联型补偿装置和并联型补偿装置联合使用时，配有管理中心，所述的管理中心通过采集电网电压和负载电流信息判断电网故障类型，协调运行各个串联型补偿装置和并联型补偿装置。

Description

一种分散式电能质量调节系统

技术领域

本发明涉及电能质量调节领域，更具体地，涉及一种分散式电能质量调节系统。

背景技术

随着电力系统中非线性负荷、冲击负荷的不断增加，尤其是电力电子变换装置的广泛应用，电网的谐波畸变越来越严重。同时电网电压也经常出现三相不平衡和谐波干扰现象。另一方面，随着各种复杂的精密的对电能质量要求较高的装置(如计算机)的普及，人们对电能质量提出了越来越高的要求，电能质量装置及控制技术成为当前的热点问题。

如图1所示，传统统一电能质量调节器(UnifiedPowerQualityConditioner，UPQC)作为一种柔性配电技术，将基于并联电流补偿原理的一个并联型补偿装置和基于串联电压补偿原理的一个串联型补偿装置结合在一个装置系统中，采用一个中央控制器，用于配电系统，既能补偿非线性负载的不对称和谐波，也能补偿电源电压的不对称和谐波，既能够为负荷侧提供高质量的电力供应，也能够减少负荷对区域电网的污染，使用户免受电网电压不平衡和幅值波动的影响，可以解决大部分电能质量问题，具有综合的电能质量调节功能。

但是，传统UPQC也存在一些限制。从电能质量分级管理角度考虑：由于传统的UPQC通常安装于配电网中靠近公共耦合点(PointofCommonCoupling，PCC)之前的交流母线上，同时向配电网的公共耦合点后所有终端用户提供高质量的电能，因此，它不具有同时向不同用户(或敏感负荷)提供不同品质电能质量的能力。从设施灵活性方面考虑，配电网中传统的UPQC安装位置相对固定，容量优化和配置优化所取得的实际效益有限；从投资经济性方面考虑：配电网中所有用户为获得所需一定等级的电能质量，安装传统的UPQC的投资成本相对较高。

发明内容

本发明提供一种分散式电能质量调节系统，该系统可以降低系统成本，治理配电网内多种电能质量问题，配置更加灵活可靠。

为了达到上述技术效果，本发明的技术方案如下：

本发明分散式电能质量调节器由一个或多个串联型补偿装置和并联型补偿装置组成。每个所述的串联型补偿装置和并联型补偿装置均含有中央控制器。中央控制器主要实现数据采样、数据运算、发出补偿指令等功能。多个串联型补偿装置和并联型补偿装置组成的本发明分散式电能质量调节器配有管理中心，管理中心根据电网故障类型对各个串联型补偿装置和并联型补偿装置进行管理。

所述的串联型补偿装置安装在电网中对电压敏感的敏感负荷或者公共耦合点馈线的前端，为敏感负荷或者整条馈线提供较高的电压质量。

串联型补偿装置可以是单相、三相三线、三相四线或者三相四桥臂结构。

串联型补偿装置包括直流端配置储能单元与不配置储能单元两种结构形式。不含储能单元的串联型补偿装置所需的能量来自电网侧或者负载侧的电压整流获得，含有储能单元的串联型补偿装置可通过配置大容量电解电容器或者超级电容器进行储能作为能量来源。

直流端配置储能单元的串联型补偿装置中，储能单元通常直接挂在串联型补偿装置的直流母线上。

所述的串联型补偿装置与电网的连接方式包括直挂式和通过隔离变压器连接两种。

根据在低压、中压或高压不同场合的应用及容量限制，所述的串联型补偿装置包括单个逆变单元模块结构和级联多逆变单元模块结构，单个逆变单元模块结构通常为两桥臂至四桥臂的IGBT组合，级联多逆变单元模块结构通常由数个单个逆变单元模块组合而成。对串联型补偿装置的控制方式也分为两电平方式和多电平方式，对串联型补偿装置的控制策略也分为开环控制和闭环控制。

串联型补偿装置可以是不间断电源(UninterruptablePowerSupply，UPS)、动态电压恢复器(DynamicVoltageRestorer，DVR)、有源电力滤波器(ActivePowerFilter，APF)等，当为动态电压恢复器时补偿策略可以是完全补偿、同相位补偿或最小能量补偿。串联型补偿装置除了具有基本的处理电压骤升和电压暂降功能外，还具有谐波治理，电压波动治理等其它功能，除提供有功支撑外还能提供无功支撑。

所述的并联型补偿装置安装在电网中靠近馈线末端冲击性及非线性敏感负荷或者公共耦合点之前，以便负荷之前或者公共耦合点之前能保持较好的电流波形，而不影响其它敏感负荷。

所述的并联型补偿装置拓扑结构可以是单相，三相三线、三相四线或者三相四桥臂结构。

所述的并联型补偿装置包括直流端配置储能单元与不配置储能单元两种结构形式。不含储能单元的并联型补偿装置所需的能量来自电网侧或者负载侧的电压整流获得。含储能单元的并联型补偿装置除提供无功支撑外，也可以提供部分有功支撑。

直流端配置储能单元的并联型补偿装置中，储能单元通常直接挂在并联型补偿装置的直流母线上。

所述的并联型补偿装置与电网的连接方式包括直挂式和通过隔离变压器连接两种方式。

根据在低压、中压或高压不同场合的应用及容量限制，所述的并联型补偿装置包括单个逆变单元模块结构和级联多逆变单元模块结构，控制方式也分为两电平方式和多电平方式，控制策略也分为PI控制、PI控制并联谐振控制器控制、PI控制并联重复控制器、无差拍控制、滑膜变结构控制、神经网络控制及模糊控制等。

并联型补偿装置可以是有源电力滤波器、配电网静止无功补偿器(DistributionStaticCompensator，DSTATCOM)等，并联型补偿装置除具有谐波治理功能外，还具有无功治理功能。

每个串联型补偿装置和每个并联型补偿装置均含有至少一个中央控制器，除实现自身本地运行控制外，中央控制器还含有通信单元。中央控制器采集系统信息，按照需要解决的电能质量问题，发出相应的控制指令，实现整体协调控制。

对所述的串联型补偿装置和并联型补偿装置的控制方法采用集中控制或分散控制，集中控制时管理中心根据配电网系统电能质量故障类型执行分散式电能质量调节器中串联型补偿装置和并联型装置的动作，分散控制时每个串并联补偿装置根据电能质量故障类型自己判断并自身执行补偿动作，通过慢速通讯采用补偿相互关联的多变量设计方法实现串并联补偿装置之间协调运行。

当电网中含有多个串联型补偿装置和并联型补偿装置时，可以配置管理中心，管理中心采用集中控制，通过采集电网电压和负载电流信息判断电网故障类型，协调运行各个串联型补偿装置和并联型补偿装置。当电网中含有较少个数串联型补偿装置和并联型补偿装置时，不需要配置管理中心，可以采用分散控制。每个串并联补偿装置根据自己的采样数据自己判断电能质量故障类型，然后根据故障类型执行相应的补偿动作，串并联补偿装置之间通过慢速通讯采用补偿相互关联的多变量设计方法协调彼此运行。

本发明分散式电能质量调节器中串联型补偿装置和并联型补偿装置不设共同的直流母线环节，所以分散式电能质量调节器的控制不同于传统电能质量调节器的控制方法。分散式电能质量调节器不需要考虑传统电能质量调节器由于共用直流母线造成的直流母线耦合问题，但需要考虑基于慢速通讯的协调控制策略。本发明分散式电能质量调节器除了可以提供传统统一电能质量调节器的所有功能外，还具有一些新的功能：可以分级提高配电网电能品质，同时也可以实现电能质量的普遍提高，减少由供电系统对所有用户造成的常见的电能扰动。另外即使供电系统中断时，通过本发明的并联型补偿装置也可以继续给某些重要敏感负荷供电，实现对敏感负荷短时供电中断支撑；并能够与通过逆变器并网的分布式发电单元复用并网逆变器。因此，本发明能够为所有终端用户改善电能质量，并且为那些需要高品质电能的用户降低电力成本。

本发明分散式电能质量调节器具有很大的优势：第一，串联型补偿装置和并联型补偿装置不共直流母线，可以根据配电网中负载的分布设计适宜的串联型补偿装置和并联型补偿装置，因此，使降低系统容量和装置成本成为可能；第二，不需考虑共用直流母线电容造成的统一电能质量调节器串联型补偿装置和并联型补偿装置的耦合问题，降低了系统控制难度；第三，可以更加灵活配置电能质量调节器中串联型补偿装置和并联型补偿装置的容量和在配电网中的安放位置；第四，可以为敏感负荷或普通负荷提供不同品质的电能质量；第五，可以有效提高电网功率因数，并保持负载电压和电网电流具有较高的电能质量。

本发明分散式电能质量调节器中串联型补偿装置和并联型补偿装置安装位置有如下几种方式：

a)所述的串联型补偿装置安装在公共耦合点之前，保证整个公共耦合点馈线之后的电压质量供应，解决公共耦合点馈线之后的电压暂降、电压骤升、电压闪变、电压波动等问题。所述的串联型补偿装置的容量以及是否需要储能单元由公共耦合点后端敏感负荷类型及容量决定。所述的并联型补偿装置并联安装在公共耦合点后的非线性敏感负荷前端，通过抵消非线性负载产生的谐波实现非线性敏感负荷前端网侧电流为标准正弦，能够保证公共耦合点电流质量满足国家标准。

b)所述的并联型补偿装置安装在公共耦合点之前，保证公共耦合点之前网侧电流波形为正弦，同时并联型补偿装置可以起到无功调节的作用，通过向电网注入无功功率，一方面调节公共耦合点之前的电网功率因素，另一方面也能起到改善电压暂降的作用。所述的串联型补偿装置串联在公共耦合点后某个敏感负荷支路的前端，保证敏感负荷电压供应，如果有多个敏感负荷，可以串联安装多个串联型补偿装置。这些串联型补偿装置除解决电压暂降、电压骤升等电能质量问题外，还能解决电压谐波等其它电能质量问题。

c)所述的串联型补偿装置与并联型补偿装置安装在同一个馈线支路上，串联型补偿装置在并联型补偿装置之前或者并联型补偿装置在串联型补偿装置之前均可，类似传统的统一电能质量调节器的安放位置，但是相比传统统一电能质量调节器，不共直流母线的串联型补偿装置和并联型补偿装置自身容量设计和控制可以更加灵活，串联型补偿装置是否配置储能以及配置多少储能也更加灵活。

d)一个配电网中根据敏感负荷类型配置多台串联型补偿装置和并联型补偿装置，把一台并联型补偿装置放置于公共耦合点前端，起到无功调节的作用，对整个配电网系统整体进行谐波补偿，同时也含有无功补偿的作用。在公共耦合点之后各个支路，根据敏感负荷的类型配置串联型补偿装置或并联型补偿装置，含有非线性及冲击性敏感负荷支路配置含有储能单元的并联型补偿装置，对电压敏感的敏感负荷配置串联型补偿装置，对要求电压不能间断的敏感负荷支路配置含固态开关的并联型补偿装置，当公共电网断电时，可以利用固态开关投切，完全利用并联型补偿装置前端储能供敏感负荷运行。本发明分散式电能质量调节器中所有串联型补偿装置和并联型补偿装置含有通信单元，通过管理中心对各个串、并联型补偿装置协调运行。

本发明分散式电能质量调节器具有以下功能：

本发明分散式电能质量调节器除能快速补偿供电电压中的骤升或暂降、波动和闪变、谐波电流和电压、各相电压的不平衡以及故障时的短时电压中断外，还可以分级提高配电网电能品质，同时也可以实现电能质量的普遍提高，减少由供电系统对所有用户造成的常见的电能扰动。另外即使供电系统中断时，通过它的并联单元也可以继续给某些重要敏感负荷供电，实现对敏感负荷短时供电中断支撑；并能够与通过逆变器并网的分布式发电单元复用并网逆变器。

对本发明分散式电能质量调节器的控制方法及优化配置方式说明如下：

a)多台串联型补偿装置和并联型补偿装置协调控制策略

本发明分散式电能质量调节器中，串联型补偿装置和并联型补偿装置相互配合协调运行可以提高系统的灵活性，发挥每个串联型补偿装置和并联型补偿装置的最大补偿能力。串联型补偿装置和并联型补偿装置之间采用可靠的基于弱通讯(或称为慢速通讯)的串联型补偿装置和并联型补偿协调运行策略。并联型补偿装置采集网侧电流信号，通过慢速通讯发送给串联型补偿装置的中央控制器，串联型补偿装置采集负载侧电压信号通过慢速通讯发送给并联型补偿装置的中央控制器。当公共耦合点电压发生暂降时，串联型补偿装置的电压补偿量包含跌落电压值和并联型补偿装置的多补量，同时并联型补偿装置也包含由于串联型补偿装置产生的多补量，通过协调串联型补偿装置和并联型补偿装置之间相互的多补量就能实现串联型补偿装置和并联型补偿装置之间的协调运行，此方法称为补偿相互关联的多变量设计方法。

b)串联型补偿装置和并联型补偿装置容量及接入位置优化配置方法

当分散式电能质量调节器中含有多个串联型补偿装置和并联型补偿装置时，在配电网接线方式、拓扑结构和负荷特性确定以后，针对整体负荷特性和局部负荷特性，如电解铝厂、轧钢厂等非线性负荷，综合考虑最小补偿容量、最佳补偿性能、最低投资成本等多个约束条件，优化配置本发明分散式电能质量调节器，包括串联型补偿装置和并联型补偿装置在配电网中的接入位置、容量和类型的选择等。针对配电网典型树状拓扑结构和电压暂降、电压骤升、电压闪变、电流谐波等一种或多种典型电能质量问题，设计本发明分散式电能质量调节器中串联型补偿装置和并联型补偿装置组合方式。当配电网中含有多个敏感负荷需要安装多个串并联型补偿装置时，可以采用遗传算法或粒子群寻优算法对配电网的多个节点位置进行运算，以经济性最优或者运行效率最优为约束条件，通过优化算法求出各个串并联补偿装置最优接入位置和最小安装容量，解决配电网中电流谐波、电压谐波、电压骤升、电压暂降等问题。

本发明由串联型补偿装置、并联型补偿装置等多个电力电子装置组成，把串联型补偿装置安装在对电压敏感的敏感负荷或者公共耦合点馈线前端，进而为敏感负荷或者整条馈线提供较高的电压质量；把并联型补偿装置安装在靠近馈线末端冲击性及非线性敏感负荷或者公共耦合点之前，以便敏感负荷或者公共耦合点之前总能保持较好的电流波形，而不影响其它敏感负荷。本发明区别于传统统一电能质量调节器的主要特点是串联型补偿装置和并联型补偿装置没有共同的直流母线环节，这样串联型补偿装置和并联型补偿装置的安装方式就比较灵活，能够更好的解决电能质量问题。它除了可以提供传统统一电能质量调节器的所有功能外，还具有一些新的功能：由于单个串联型补偿装置或者单个并联型补偿装置可以分别接单个敏感负荷，因此可以分级提高配电网电能品质，同时也可以实现电能质量的普遍提高，减少由供电系统对所有用户造成的常见的电能扰动。另外即使供电系统中断时，通过它的并联型补偿装置也可以继续给某些重要敏感负荷供电，实现对敏感负荷短时供电中断支撑；串联型补偿装置和并联型补偿装置能够与通过逆变器并网的分布式发电单元复用并网逆变器，实现一个逆变器的多个用途，有效发挥逆变器的作用。因此，这种新的解决方案能够为所有终端用户改善电能质量，并且为那些需要高品质电能的用户降低电力成本。

附图说明

图1是传统统一电能质量调节器常见拓扑及安放位置；

图2是本发明实施例之一串联型补偿装置在公共耦合点之前，并联型补偿装置在公共耦合点之后的敏感负荷支路上时的拓扑结构；

图3是本发明实施例之二并联型补偿装置在公共耦合点之前，串联型补偿装置在公共耦合点之后的敏感负荷支路上时的拓扑结构；

图4是本发明实施例之三串联型补偿装置和并联型补偿装置均安装在同一个支路上时的拓扑结构；

图5是本发明实施例之四包含多台串并联型补偿装置时，多台串联型补偿装置和并联型补偿装置在系统中的安装位置拓扑结构。

具体实施方式

附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；

为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；

对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

下面结合附图和实施例对本发明的技术方案做进一步的说明。

实施例1

本发明分散式电能质量调节器由串联型补偿装置和并联型补偿装置组成。串联型补偿装置安装在对电压敏感的敏感负荷或者公共耦合点的前端，进而为敏感负荷或者公共耦合点后所有馈线提供较高的电压质量。并联型补偿装置安装在靠近馈线末端冲击性及非线性敏感负荷或者公共耦合点之前，以便负荷之前或者公共耦合点PCC之前能保持较好的电流波形，而不影响其它敏感负荷。每个串联型补偿装置和每个并联型补偿装置均含有至少一个中央控制器，除实现自身本地运行控制外，中央控制器还含有通信单元，串联型补偿装置或并联型补偿装置的中央控制器采集所需要的系统信息，按照需要解决的电能质量问题，发出相应的控制指令，实现本发明分散式电能质量调节器的整体协调控制。当配电网中含有较多串联型补偿装置和并联型补偿装置时，可以配置管理中心通过采集系统信息判断配电网故障类型，然后通过管理中心协调运行各个串、并联型补偿装置。

本发明有四种配置方式，如图2、图3、图4和图5所示。在这四种拓扑中，分别含有串联型补偿装置和并联型补偿装置，也可以根据上述四种拓扑进行拓展，根据需要在配电网中含有多个串联型补偿装置或并联型补偿装置。

本发明实施例之一的第一种拓扑如图2所示，这种拓扑适用于配电网中含有少量非线性敏感负荷或者冲击性敏感负荷的情形。把带有储能单元的串联型补偿装置放置在公共耦合点PCC之前的支路A上，所述的串联型补偿装置串联到支路A中起到动态电压恢复器的作用，解决支路A电网侧0点的电压暂降、电压骤升、电压闪变、电压波动等问题，保证整个公共耦合点PCC点之后的母线电压供应。所述的串联型补偿装置的容量由敏感负荷的总体容量决定。并联型补偿装置并联安装在公共耦合点PCC后的非线性负载支路C前端，起到有源电力滤波器的作用。检测出支路C上面非线性负载产生的谐波电流分量，采用PI控制加重复控制的控制方法或者采用无差拍的控制方法，使并联型补偿装置发出与谐波电流分量大小相等，方向相反的谐波分量，通过和非线性负载产生的谐波电流分量的叠加，实现支路C电网侧公共耦合点PCC点电流为标准正弦，从而不会影响支路D和支路E的电能质量。本实施方式为一种典型拓扑，如果支路D和支路E也是非线性负载时，这两个支路也可以根据需要安装并联型补偿装置。当配电网正常运行时，所述的串联型补偿装置根据公共耦合点PCC后端负荷特性处于谐波补偿状态或者旁路运行状态。当支路C、支路D、支路E在公共耦合点PCC处电流谐波含量高于国家标准时，串联型补偿装置可以为UPS，起到消除谐波的作用，从而保证支路A和支路B前端电网侧0点电流质量满足要求。当支路C、支路D、支路E在公共耦合点PCC处电流谐波含量低于国家标准时，在配电网正常运行的大部分时间内，串联型补偿装置处于旁路状态，可以有效节约能源。并联型补偿装置在任何时候均处于实时谐波补偿的工作模式。当支路B发生雷击等事故影响到支路A电网侧电压时，串联型补偿装置会立即启动，进行电压补偿。串联型补偿装置检测到电网跌落(或暂升)然后进行运算至发波补偿，通常需要在5ms内完成，这段时间内由于并联型补偿装置一直在工作，会多补一部分，起到对支路C电压支撑的作用。因此串联型补偿装置的电压补偿量需要考虑包含跌落电压值和并联型补偿装置的多补量。通过考虑并联型补偿装置的多补部分，能够实现电网暂降时(或骤升时)串联型补偿装置和并联型补偿装置的协调运行。

本发明实施例之二第二种拓扑如图3所示，这种拓扑适用于配电网中仅含有对电压敏感的敏感负荷而不含有严重非线性敏感负荷情形。把并联型补偿装置并联安装在公共耦合点PCC之前的支路A上面，保证支路A之前电网侧0点电流波形为标准正弦，同时并联型补偿装置可以起到配电网静止无功同步补偿装置的作用，通过向电网注入无功功率，一方面调节支路A之前的电网功率因数，减少线路电阻上的功率损耗，另一方面也能起到抑制电压暂降的作用。串联型补偿装置串联安装在公共耦合点PCC后对电压敏感的支路C前端，保证支路C上面的敏感负荷电压供应。如果有多个敏感负荷，可以串联多个串联型补偿装置。这些串联型补偿装置除解决电压暂降、电压骤升等电能质量问题外，还能解决电压谐波等其它电能质量问题。协调控制策略与第一种拓扑相同。

本发明实施例之三第三种拓扑如图4所示，这种拓扑适用于配电网中仅含有单支路敏感负荷情形。串联型补偿装置与并联型补偿装置安装在同一个馈线支路上，串联型补偿装置放置在靠近公共耦合点PCC处或者并联型补偿装置放置靠近公共耦合点PCC处均可以，本发明这一实施例的拓扑结构与传统的统一电能质量调节器相比，不共直流母线的串联型补偿装置和并联型补偿装置自身容量设计可以更加灵活，是否配置储能单元以及配置多少储能单元也更加灵活，同时不需要考虑传统统一电能质量调节器由于共用直流母线造成的直流母线电容耦合等问题。其主要解决电压暂降、电压骤升、电流谐波等问题。其协调控制策略与第一种拓扑相同。

本发明实施例之四的的第四种拓扑如图5所示，这种拓扑适用于配电网中含有多个敏感负荷情形，且敏感负荷种类不同，既有非线性敏感负荷，又有对电压敏感的敏感负荷，还有冲击性敏感负荷等。在一个需要优质电力的配电网中根据敏感负荷类型配置多台串、并联型补偿装置，根据配电系统容量把一台并联型补偿装置1放置于公共耦合点PCC前端，对配电网起到电力有源滤波器或配电网静止无功同步补偿器的作用，对整个配电网系统整体进行谐波处理，同时也含有无功补偿的作用，可以保证0点及其上游支路的电流质量。在公共耦合点PCC之后各个支路，根据敏感负荷的类型配置串联型补偿装置或并联型补偿装置，对含有非线性并且为冲击性敏感负荷支路配置储能型的并联型补偿装置2，对电压敏感的敏感负荷D支路配置第一串联型补偿装置1，对电压敏感的敏感负荷E和敏感负荷F配置第二串联型补偿装置2，对要求电压不能间断的敏感负荷F支路在03位置配置含固态开关的并联型补偿装置，当公共电网停电时，可以利用固态开关投切，完全利用并联型补偿装置前端储能供敏感负荷F继续运行。当配电网正常运行时，第一串联型补偿装置1和第二串联型补偿装置2均处于旁路工作状态。当0点、01点或敏感负荷支路A发生雷击等故障引起公共耦合点PCC点电压发生暂降时，第一串联型补偿装置1和第二串联型补偿装置2立即由旁路进入运行电压补偿状态。分散式电能质量调节器中所有串联型补偿装置和并联型补偿装置均含有通信单元，图5中管理中心根据配电网故障类型(暂降还是骤升)利用通信单元对各个串、并联型补偿装置协调运行。以上仅是配电网含多个串并联型补偿装置的一个典型应用，当配电网中含有多个串并联型补偿装置时，可以采用遗传算法或粒子群优化算法，以总体谐波电流补偿效果和最低投资成本为约束条件，对每个节点安装串并联型补偿装置进行优化，求出每个串并联型补偿装置的最小设计容量及最优安装位置。

本发明能快速补偿供电电压中的骤升或暂降、波动和闪变、谐波电流和电压、各相电压的不平衡问题，还可以分级提高配电网电能品质，同时也可以实现电能质量的普遍提高，减少由供电系统对所有用户造成的常见的电能扰动。另外即使供电系统中断时，通过它的并联单元也可以继续给某些重要敏感负荷供电，实现对敏感负荷短时供电中断支撑；并能够与通过逆变器并网的分布式发电单元复用并网逆变器。

本发明可以采用集中控制，也可以采用分散控制。集中控制时，利用采样得到的负载电压、电网电流等关键信号，进行数字化处理和控制，然后通过通信单元发送控制信号到各个串并联型补偿装置。分散控制时，每个串、并联型补偿装置自身均具有独立的局部决策能力。串联型补偿装置根据自身的控制目标采集相关电压信号，经过控制处理，实现控制目标的电压稳定供应。并联型补偿装置根据自身的控制目标采集相关电流信号，经过控制处理，实现控制目标网侧电流为标准正弦。分散控制时，串并联型补偿装置间利用慢速通讯实现两者协调运行。

相同或相似的标号对应相同或相似的部件；

附图中描述位置关系的用于仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；

显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种分散式电能质量调节系统，包括串联型补偿装置和并联型补偿装置，其特征在于，所述的串联型补偿装置和并联型补偿装置是一个或多个，并且每个所述的串联型补偿装置和并联型补偿装置含有中央控制器，所述的串联型补偿装置与并联型补偿装置之间不共直流母线；多个串联型补偿装置和并联型补偿装置联合使用时，配有管理中心，所述的管理中心通过采集电网电压和负载电流信息判断电网故障类型，协调运行各个串联型补偿装置和并联型补偿装置。

2.根据权利要求1所述的分散式电能质量调节系统，其特征在于，所述的串联型补偿装置为单相或三相结构，所述的串联型补偿装置包括直流端配置储能单元与不配置储能单元两种结构形式，不配置储能单元的串联型补偿装置所需能量来自电网侧或者负载侧通过整流获得，配置储能单元的串联型补偿装置所需能量通过配置大容量电解电容器或者超级电容器作为储能单元获得，所述的串联型补偿装置与电网的连接方式包括直挂式和通过隔离变压器连接两种，所述的串联型补偿装置包括单个逆变单元模块结构和级联多逆变单元模块结构，对所述的串联型补偿装置控制方式分为两电平方式和多电平方式，对所述的串联型补偿装置控制策略分为开环控制和闭环控制两种方式；

所述的串联型补偿装置是不间断电源或动态电压恢复器或有源电力滤波器，当为动态电压恢复器时，所述的串联型补偿装置的补偿策略是完全补偿或同相位补偿或最小能量补偿，所述的串联型补偿装置具有处理电压骤升、电压暂降、谐波治理、电压波动等电能质量问题的能力，除提供有功支撑外还能提供无功支撑。

3.根据权利要求1所述的分散式电能质量调节系统，其特征在于，所述的并联型补偿装置包括直流端配置储能单元与不配置储能单元两种形式，不配置储能单元的并联型补偿装置所需能量来自电网侧或者负载侧通过整流获得，配置储能单元的并联型补偿装置除提供无功支撑外，还能够提供部分有功支撑，所述的并联型补偿装置与电网的连接方式包括直挂式和通过隔离变压器连接两种，并联型补偿装置拓扑结构是单相或三相结构，并联型补偿装置包括单个模块结构和级联多模块结构，对所述的并联型补偿装置的控制方式分为两电平方式和多电平方式，对所述的并联型补偿装置的控制策略为PI控制或PI控制并联谐振控制器或PI控制并联重复控制器或无差拍控制或滑膜变结构控制或神经网络控制或模糊控制，所述的并联型补偿装置是有源电力滤波器或配电网静止无功补偿器，所述的并联型补偿装置除具有谐波治理功能外，还具有无功治理功能。

4.根据权利要求1所述的分散式电能质量调节系统，其特征在于，所述的中央控制器含有通信单元，所述的通信单元实现串联型补偿装置和并联型补偿装置之间的协调通信。

5.根据权利要求1所述的分散式电能质量调节系统，其特征在于，所述的串联型补偿装置串联安装在配电网中公共耦合点之前，保证公共耦合点之后所有支路的电压质量供应，所述的并联型补偿装置并联安装在公共耦合点后的非线性负载前端，所述的并联型补偿装置通过抵消非线性负载产生的谐波，使电网侧电流波形为标准正弦波形。

6.根据权利要求1所述的分散式电能质量调节系统，其特征在于，所述的并联型补偿装置并联放置在公共耦合点之前，使放置点之前网侧电流波形为正弦波形，串联型补偿装置串联放置在公共耦合点后敏感负荷前端，保证敏感负荷电压供应。

7.根据权利要求1所述的分散式电能质量调节系统，其特征在于，所述的串联型补偿装置与并联型补偿装置放置在同一个馈线支路上，串联型补偿装置放置在并联型补偿装置之前或者并联型补偿装置放置在串联型补偿装置之前。

8.根据权利要求1所述的分散式电能质量调节系统，其特征在于，所述的电能质量调节器含有多台串联型补偿装置和并联型补偿装置，其中不配置储能单元的并联型补偿装置放置于公共耦合点前端，在公共耦合点之后各个支路，根据敏感负荷的类型配置串联型补偿装置或并联型补偿装置，其中对电压敏感的敏感负荷配置串联型补偿装置，含有非线性及冲击性敏感负荷支路配置带有储能单元的并联型补偿装置，对电压要求不间断的敏感负荷支路配置含固态开关的并联型补偿装置，所有串并联型补偿装置的中央控制器均含有通信单元，管理中心通过所述的串联型补偿装置和并联型补偿装置中央控制器的通信单元，协调运行各个串联型补偿装置和并联型补偿装置；当配电网中含有多个敏感负荷需要安装多个串并联型补偿装置时，可以采用遗传算法或粒子群寻优算法以经济性最优或者运行效率最优为约束条件，求出各个串并联补偿装置最优接入位置和最小装置容量。