CN107332245A - 一种谐波与无功的治理方法 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了谐波与无功的治理方法,包括获取电网的谐波补偿电流Ih与无功补偿电流Iw;根据谐波补偿电流Ih与无功补偿电流Iw,计算完全补偿电流Is;获取谐波治理设备或无功治理设备的最大给出电流Im;判断最大给出电流Im是否大于完全补偿电流Is,若是,则对电网谐波、无功均进行完全补偿;若否,则比较谐波补偿电流Ih、无功补偿电流Iw与最大给出电流Im的数值大小,并根据比较结果,对电网的谐波、无功进行相应的完全或部分补偿。本申请提供的谐波与无功的治理方法,可在最大给出电流小于电网所需的完全补偿电流时,根据电网中的实际需要,将最大给出电流合理地分配给谐波补偿与无功补偿,使电网的补偿效果达到最优,进而提高电网输出的电能质量。
Description
技术领域
本申请涉及电能质量治理技术领域,尤其涉及一种谐波与无功的治理方法。
背景技术
随着电力技术的快速发展,电网系统中引入大量的非线性负载,而大量的非线性负载在运行时将产生大量的谐波,从而造成电网污染,降低电网输出的电能质量;同时,大量的非线性负载也将产生大量的无功电流,造成电网电能的损耗,降低电网的供电功率。为了提高电网输出的电能质量与供电功率,需要对电网中的谐波与无功进行治理。
谐波治理与无功治理的过程多是独立进行,即谐波治理设备仅对电网进行谐波补偿,而不进行无功补偿,无功治理设备亦是。当然,目前的谐波治理设备也具备无功补偿功能,无功治理设备也具有谐波补偿功能,但是,当电网中的谐波与无功电流同时存在时,谐波治理设备仍优先进行谐波补偿,无功治理设备也仍优先进行无功补偿。
特别是,在谐波治理设备或无功治理设备输出的电流不足以完全补偿谐波与无功时,即谐波治理设备或无功治理设备的最大给出电流小于完全补偿谐波与无功所需的电流(以下简称完全补偿电流),谐波治理设备或无功治理设备并不根据电网的谐波与无功的实际需要,合理的分配谐波补偿电流与无功补偿电流。这种补偿方式无法将有限的给出电流合理的分配给谐波补偿或无功补充,从而影响了对电网电能质量的优化处理效果。
发明内容
本申请提供了一种谐波与无功的治理方法,以解决现有技术中当治理装置提供的最大给出电流小于电网所需的完全补偿电流时,无法将有限的给出电流合理的分配给谐波补偿或无功补偿,从而影响优化电网电能质量的效果的问题。
一种谐波与无功的治理方法,所述方法包括:
获取电网的谐波补偿电流Ih与无功补偿电流Iw;
根据所述谐波补偿电流Ih与无功补偿电流Iw,计算电网的完全补偿电流Is;
获取谐波治理设备或无功治理设备的最大给出电流Im;
判断最大给出电流Im是否大于或等于完全补偿电流Is,
若最大给出电流Im大于或等于完全补偿电流Is,则对电网谐波、无功均进行完全补偿,完成补偿工作;
若最大给出电流Im小于完全补偿电流Is,则比较谐波补偿电流Ih、无功补偿电流Iw与最大给出电流Im的数值大小,并根据比较的结果,对电网的谐波、无功进行相应的完全或部分补偿,完成补偿工作。
优选地,根据比较的结果,对电网的谐波、无功进行相应的完全或部分补偿,完成补偿工作,具体包括:
若max{谐波补偿电流Ih,无功补偿电流Iw}<最大给出电流Im,则对谐波与无功中补偿电流较大的一方进行完全补偿,对谐波与无功中补偿电流较小的一方进行部分补偿,完成补偿工作;
若min{谐波补偿电流Ih,无功补偿电流Iw}<最大给出电流Im<max{谐波补偿电流Ih,无功补偿电流Iw},则对谐波与无功中补偿电流较小的一方进行完全补偿,对谐波与无功中补偿电流较大的一方进行部分补偿,完成补偿工作;
若min{谐波补偿电流Ih,无功补偿电流Iw}>最大给出电流Im,则将最大给出电流Im全部用于对谐波与无功中补偿电流较小的一方的部分补偿,或将最大给出电流Im按照预设的分配比例分别对谐波与无功进行部分补偿。
优选地,获取电网的谐波补偿电流Ih与无功补偿电流Iw,具体包括:
获取电网电流;
将所述电网电流经过三相到两相的坐标转换,得到电网的α轴电流与β轴电流;
将所述α轴电流与β轴电流进行低通滤波处理,分别得到α轴电流的直流分量与β轴电流的直流分量;
将所述α轴电流的直流分量与β轴电流的直流分量经过两相到三相的反坐标转换,得到电网电流的基波分量;
计算电网电流与其基波分量的差值,得到电网电流的补偿电流;
令α轴电流的直流分量为0,将为0的α轴电流的直流分量与β轴电流的直流分量经过三相到两相的反坐标转换,得到电网电流的无功分量。
优选地,根据所述谐波补偿电流Ih与无功补偿电流Iw,计算电网的完全补偿电流Is,具体包括:
根据公式计算电网的完全补偿电流Is。
本申请实施例提供的谐波与无功的治理方法,可在谐波治理设备或无功治理设备输出的最大给出电流小于电网所需的完全补偿电流时,根据电网中的实际需要,将最大给出电流合理地分配给谐波补偿与无功补偿,使电网的补偿效果达到最优,进而提高电网输出的电能质量。
附图说明
为了更清楚地说明本申请的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,对于本领域普通技术人员而言,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请提供的一种谐波与无功的治理方法的流程图;
图2为谐波补偿电流与无功补偿电流的计算流程图;
图3为本申请提供的另一种谐波与无功的治理方法的流程图。
具体实施方式
图1为本申请提供的一种谐波与无功的治理方法的流程图,如图1所示,一种谐波与无功的治理方法包括:
步骤S1,获取电网的谐波补偿电流Ih与无功补偿电流Iw。
本申请中,获取电网的谐波补偿电流Ih与无功补偿电流Iw的过程具体包括:
获取电网电流;
将电网电流经过三相到两相的坐标转换,得到电网的α轴电流与β轴电流;
将α轴电流与β轴电流进行低通滤波处理,分别得到α轴电流的直流分量与β轴电流的直流分量;
将α轴电流的直流分量与β轴电流的直流分量经过两相到三相的反坐标转换,得到电网电流的基波分量;
计算电网电流与其基波分量的差值,得到电网电流的谐波分量,该谐波分量即为谐波补偿电路Ih;
令α轴电流的直流分量为0,将为0的α轴电流的直流分量与β轴电流的直流分量经过三相到两相的反坐标转换,得到电网电流的无功分量,该无功分量即为无功补偿电流Iw。
图2为谐波补偿电流与无功补偿电流的计算流程图,如图2所示,获取电网电流,本实施例中,电网电流为三相电流,即A相电流ia、B相电流ib与C相电流ic;将A相、B相与C相电流通过坐标变换模块C32,使A、B、C相电流由三相静止坐标系变换到两相旋转坐标系中,从而将电网电流从三相电流ia、ib与ic分解得到两相电流,该两相电流分别为α轴电流iα与β轴电流iβ。
将α轴电流iα与β轴电流iβ经过低通滤波模块LPF,得到α轴电流iα的直流分量与β轴电流iβ的直流分量,分别记为α轴直流分量iq与β轴直流分量ip。
将α轴直流分量ip与β轴直流分量iq经过反坐标变换模块C23,得到电网电流的基波分量ifa、ifb与ifc。
将基波分量ifa、ifb、ifc与电网电流ia、ib与ic经过计算模块,计算基波分量ifa、ifb、ifc与电网电流ia、ib与ic的差值,得到电网电流的谐波分量iza、izb、izc,该谐波分量即为电网的谐波补偿电流,即iha=iza;ihb=izb;ihc=izc。
令α轴直流分量ip为零,即ip=0,然后将α轴直流分量ip与β轴直流分量iq经过坐标反变换模块C23,得到电网电流的无功分量iga、igb、igc,该无功分量即为电网的无功补偿电流,即iwa=iga;iwb=igb;iwc=igc。
步骤S2,根据谐波补偿电流Ih与无功补偿电流Iw,计算电网的完全补偿电流Is,其中,计算公式为根据公式
本实施例中,根据电网的谐波补偿电流iha、ihb、ihc与无功补偿电流iwa、iwb、iwc,计算同时完全补偿谐波与无功完全补偿电流,其计算公式为:
步骤S3,获取谐波治理设备或无功治理设备的最大给出电流Im。
步骤S4,判断最大给出电流Im是否大于或等于完全补偿电流Is。
在一般情况下,电网系统稳定运行时,谐波治理设备或无功治理设备输出的电流可完全补偿谐波与无功,此时,谐波治理设备或无功治理设备对电网的谐波与无功电流进行完全补偿。对电网谐波与无功电流进行完全补偿,提高了电网系统输出的电能质量与供电功率。
步骤S5,若最大给出电流Im大于或等于完全补偿电流Is,则对电网谐波、无功均进行完全补偿,完成补偿工作。
但是,在一些特别情况下,例如电网系统受外界强干扰发生较大波动时,电网的谐波补充电流与无功补偿电流的需求量较大,此时,谐波治理设备或无功治理设备输出的电流常无法满足电网的需求。在无法完全补偿电网与无功电流的情况下,为了使对电网的补偿达到较优效果,本申请中,根据电网中的实际需要,将谐波治理设备或无功治理设备的最大给出电流合理的分配给谐波补偿或无功补充。
步骤S6,若最大给出电流Im小于完全补偿电流Is,则比较谐波补偿电流Ih、无功补偿电流Iw与最大给出电流Im的数值大小,并根据比较的结果,对电网的谐波、无功进行相应的完全或部分补偿,完成补偿工作。
图3为本申请提供的另一种谐波与无功的治理方法的流程图,如图3所示,本实施例中,根据比较的结果,对电网的谐波、无功进行相应的完全或部分补偿,完成补偿工作,具体包括:
步骤S61,判断max{谐波补偿电流Ih,无功补偿电流Iw}<最大给出电流Im是否成立。
步骤S611,若max{谐波补偿电流Ih,无功补偿电流Iw}<最大给出电流Im,则对谐波与无功中补偿电流较大的一方进行完全补偿,对谐波与无功中补偿电流较小的一方进行部分补偿,完成补偿工作。
在电网实际运行过程中,存在两种具体的情况:情况一,无功补偿电流Iw<谐波补偿电流Ih<最大给出电流Im,则优先补偿谐波,对谐波进行完成补偿后,再将剩余电流用于无功补偿;情况二,谐波补偿电流Ih<无功补偿电流Iw<最大给出电流Im,则优先补偿无功电流,对无功电流进行完成补偿后,再将剩余电流用于谐波补偿。
步骤S62,判断min{谐波补偿电流Ih,无功补偿电流Iw}<最大给出电流Im<max{谐波补偿电流Ih,无功补偿电流Iw}是否成立。
步骤S621,若min{谐波补偿电流Ih,无功补偿电流Iw}<最大给出电流Im<max{谐波补偿电流Ih,无功补偿电流Iw},则对谐波与无功中补偿电流较小的一方进行完全补偿,对谐波与无功中补偿电流较大的一方进行部分补偿,完成补偿工作。
在电网实际运行过程中,存在两种具体情况:情况一,谐波补偿电流Ih<最大给出电流Im<无功补偿电流Iw,则优先补偿谐波,对谐波进行完成补偿后,再将剩余电流用于无功补偿;情况二,无功补偿电流Iw<最大给出电流Im<谐波补偿电流Ih,则优先补偿无功电流,对无功电流进行完成补偿后,再将剩余电流用于谐波补偿。
步骤S63,判断min{谐波补偿电流Ih,无功补偿电流Iw}>最大给出电流Im是否成立。
步骤S631,若min{谐波补偿电流Ih,无功补偿电流Iw}>最大给出电流Im,则将最大给出电流Im全部用于对谐波与无功中补偿电流较小的一方的部分补偿,或将最大给出电流Im按照预设的分配比例分别对谐波与无功进行部分补偿。
在这种情况下,最大给出电流Im同时小于谐波补偿电流Ih与无功补偿电流Iw,因此,无论如何进行补偿,均无法实现对谐波或无功电流的完全补偿。本实施中,选择所需补偿电流较小的一方进行补偿。例如,若谐波补偿电流Ih>无功补偿电流Iw>最大给出电流Im,则将最大给出电流Im全部用于无功补偿,而不进行谐波补偿。若无功补偿电流Iw>谐波补偿电流Ih>最大给出电流Im,则将最大给出电流Im全部用于谐波补偿,而不进行无功补偿。
当然,也可以选择其他的补偿方案,例如将最大给出电流Im按照预设的分配比例分别对谐波与无功进行部分补偿。例如,设定1:1的分配比例,则最大给出电流Im的1/2电流用于谐波补偿,另1/2电流用于无功补偿。再如,以谐波补偿电流Ih与无功补偿电流Iw的比值作为电流的分配比例,若谐波补偿电流Ih/无功补偿电流Iw=2/3,则电流的分配比例为2:3,即最大给出电流Im的2/5电流用于谐波补偿,另3/5电流用于无功补偿。
本申请实施例提供的谐波与无功的治理方法,可在谐波治理设备或无功治理设备输出的最大给出电流小于电网所需的完全补偿电流时,根据电网中的实际需要,将最大给出电流合理地分配给谐波补偿与无功补偿,使电网的补偿效果达到最优,进而提高电网输出的电能质量。
以上所述的本申请实施方式并不构成对本申请保护范围的限定。
Claims (4)
1.一种谐波与无功的治理方法,其特征在于,所述方法包括:
获取电网的谐波补偿电流Ih与无功补偿电流Iw;
根据所述谐波补偿电流Ih与无功补偿电流Iw,计算电网的完全补偿电流Is;
获取谐波治理设备或无功治理设备的最大给出电流Im;
判断最大给出电流Im是否大于或等于完全补偿电流Is,
若最大给出电流Im大于或等于完全补偿电流Is,则对电网谐波、无功均进行完全补偿,完成补偿工作;
若最大给出电流Im小于完全补偿电流Is,则比较谐波补偿电流Ih、无功补偿电流Iw与最大给出电流Im的数值大小,并根据比较的结果,对电网的谐波、无功进行相应的完全或部分补偿,完成补偿工作。
2.如权利要求1所述的方法,其特征在于,根据比较的结果,对电网的谐波、无功进行相应的完全或部分补偿,完成补偿工作,具体包括:
若max{谐波补偿电流Ih,无功补偿电流Iw}<最大给出电流Im,则对谐波与无功中补偿电流较大的一方进行完全补偿,对谐波与无功中补偿电流较小的一方进行部分补偿,完成补偿工作;
若min{谐波补偿电流Ih,无功补偿电流Iw}<最大给出电流Im<max{谐波补偿电流Ih,无功补偿电流Iw},则对谐波与无功中补偿电流较小的一方进行完全补偿,对谐波与无功中补偿电流较大的一方进行部分补偿,完成补偿工作;
若min{谐波补偿电流Ih,无功补偿电流Iw}>最大给出电流Im,则将最大给出电流Im全部用于对谐波与无功中补偿电流较小的一方的部分补偿,或将最大给出电流Im按照预设的分配比例分别对谐波与无功进行部分补偿。
3.如权利要求1所述的方法,其特征在于,获取电网的谐波补偿电流Ih与无功补偿电流Iw,具体包括:
获取电网电流;
将所述电网电流经过三相到两相的坐标转换,得到电网的α轴电流与β轴电流;
将所述α轴电流与β轴电流进行低通滤波处理,分别得到α轴电流的直流分量与β轴电流的直流分量;
将所述α轴电流的直流分量与β轴电流的直流分量经过两相到三相的反坐标转换,得到电网电流的基波分量;
计算电网电流与其基波分量的差值,得到电网电流的补偿电流;
令α轴电流的直流分量为0,将为0的α轴电流的直流分量与β轴电流的直流分量经过三相到两相的反坐标转换,得到电网电流的无功分量。
4.如权利要求1所述的方法,其特征在于,根据所述谐波补偿电流Ih与无功补偿电流Iw,计算电网的完全补偿电流Is,具体包括:
根据公式计算电网的完全补偿电流Is。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20171107 |
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