CN108390383A - 一种调控电网电能质量的方法 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及一种调控电网电能质量的方法，包括如下步骤：（1）检测风量和光照量，依据风量确定风力系数，依据光照量确定光照系数；（2）预测电网需求电流大小，依据预测的电网需求电流大小计算投入风力发电机数量和光伏电池数量；（3）根据确定的风力发电机和光伏电池投入数量，计算谐波电流；（4）根据所述计算的谐波电流与谐波阈值比较，根据比较结果触发谐波补偿装置。本申请能够快速进行新能源发电的谐波治理，维持电网的稳定运行，提升电能质量。

Description

一种调控电网电能质量的方法
技术领域
本申请属于新能源发电技术领域，特别涉及一种调控电网电能质量的方法。
背景技术
电能质量监测系统是及时发现和评估电能质量问题的重要手段。随着以风电、光伏为代表的大规模间歇性新能源的大量并网，同时以电力电子控制技术为特征的高铁、轨道交通、电动汽车等负荷的广泛应用，加之大型电炉炼钢炉等传统冲击负荷发展势头不减，大量电能质量扰动源已直接或间接影响到配电网的安全可靠运行。为满足新形势下智能电网的发展以及新型分布式能源和负荷的接入对电能质量的要求，亟需开展配电网电能质量预警技术的研究，及时发现配电网电能质量安全隐患，为电网的安全稳定运行提供保障。
由于风电、光伏本身的间歇性和不稳定性，本身会带来谐波，造成电网的不稳定，导致现在大量新能源不能很好的与电网并网，造成能源的浪费。急需能够提供稳定电能的新能源发电方式给电网或负载，以降低新能源发电带来的谐波。
发明内容
为解决上述技术问题：本申请提出一种调控电网电能质量的方法，包括如下步骤：（1）检测风量和光照量，依据风量确定风力系数，依据光照量确定光照系数；（2）预测电网需求电流大小，依据预测的电网需求电流大小计算投入风力发电机数量和光伏电池数量；（3）根据确定的风力发电机和光伏电池投入数量，计算谐波电流；（4）根据所述计算的谐波电流与谐波阈值比较，根据比较结果触发谐波补偿装置。
所述的一种调控电网电能质量的方法，所述根据风量确定风力系数具体包括：
；
；
，；
, ；
其中，A为风力系数，Vg(t)为t时刻的风速，Vga为常温下正常的风速，Va为基本风量，Vr为斜坡风量，Vb为瞬时风量，Tsr、Ter分别为斜坡风量对应的起始和终止时间，Tsb、Teb分别为瞬时风量对应的起始和终止时间。
所述的一种调控电网电能质量的方法，所述计算谐波电流具体包括：
其中，n=6k+1,k=0,1,2,3…,h为谐波次数，Ih为h次谐波电流的畸变，为不同谐波次数对应的常数，A为风力系数，B为光照系数，Nwg为风力发电机数量，Npv为光伏电池数量，In为风力发电机和光伏电池输出的额定电流，Iwgi为风力发电机输出电流，Ipvj为光伏电池输出电流，ni为变压器变比，nj为变换器变换效率。
所述的一种调控电网电能质量的方法，当h小于4时，为1，当h在4-8之间时，为1.4,当h在 8-12之间时，为1.6；当h在12-16时，为2；当h大于16时，为2.2。
所述的一种调控电网电能质量的方法，所述步骤（4）具体包括：确定谐波第一阈值和谐波第二阈值，当谐波电流大于所述谐波第一阈值时，初始化谐波补偿装置，预判断谐波次数，当谐波电流大于所述谐波第二阈值时，针对预判断的谐波次数投入对应的谐波补偿装置。
所述的一种调控电网电能质量的方法，所述风力发电机、光伏电池输出端包括切换开关，根据投入到电网的数量连接对应数量的风力发电机、光伏电池到所述电网中，将剩余的风力发电机、光伏电池连接到储能电池中。
所述的一种调控电网电能质量的方法，所述光伏电池包括染料敏化光伏电池、量子点光伏电池、有机薄膜光伏电池、钙钛矿光伏电池。
所述的一种调控电网电能质量的方法，所述光伏电池的转换效率为：,其中，Pin为输出的光功率，Isc为短路电流，Voc为开路电压,FF为填充因子，,其中，Imp、Vmp分别为最大输出功率时对应的电流、电压；
,Pav为正常光照情况的平均功率，B为光照系数。
本申请能够通过对异常数据进行挖掘，进行电能质量预警指标监测数据异常，根据风电场、光伏电池等新能源发电的谐波电流进行谐波控制，调控接入电网的电能质量，根据不同的谐波次数计算不同的谐波电流大小，有效的根据谐波次数抑制谐波电流。在进行谐波控制时，根据所处的环境因素考虑所产生的谐波的量，能够进行定量的控制谐波，调控新能源发电的电能质量，使发电效率更好，充分利用清洁能源。
附图说明
图1为本申请调控电网电能质量的方法。
具体实施方式
下面结合附图对本申请作进一步详细描述，有必要在此指出的是，以下具体实施方式只用于对本申请进行进一步的说明，不能理解为对本申请保护范围的限制，该领域的技术人员可以根据上述申请内容对本申请作出一些非本质的改进和调整。
如图1所示，为本申请提出一种调控电网电能质量的方法，包括如下步骤：（1）检测风量和光照量，依据风量确定风力系数，依据光照量确定光照系数；（2）预测电网需求电流大小，依据预测的电网需求电流大小计算投入风力发电机数量和光伏电池数量；（3）根据确定的风力发电机和光伏电池投入数量，计算谐波电流；（4）根据所述计算的谐波电流与谐波阈值比较，根据比较结果触发谐波补偿装置。
所述的一种调控电网电能质量的方法，所述根据风量确定风力系数具体包括：
；
；
，；
, ；
其中，A为风力系数，为t时刻的风速，为常温下正常的风速，为基本风量，为斜坡风量，为瞬时风量，、分别为斜坡风量对应的起始和终止时间，、分别为瞬时风量对应的起始和终止时间。
所述的一种调控电网电能质量的方法，所述计算谐波电流具体包括：
其中，n=6k+1,k=0,1,2,3…,h为谐波次数，Ih为h次谐波电流的畸变，为不同谐波次数对应的常数，A为风力系数，B为光照系数，Nwg为风力发电机数量，Npv为光伏电池数量，In为风力发电机和光伏电池输出的额定电流，Iwgi为风力发电机输出电流，Ipvj为光伏电池输出电流，ni为变压器变比，nj为变换器变换效率。
所述的一种调控电网电能质量的方法，当h小于4时，为1，当h在4-8之间时，为1.4,当h在 8-12之间时，为1.6；当h在12-16时，为2；当h大于16时，为2.2。
所述的一种调控电网电能质量的方法，所述步骤（4）具体包括：确定谐波第一阈值和谐波第二阈值，当谐波电流大于所述谐波第一阈值时，初始化谐波补偿装置，预判断谐波次数，当谐波电流大于所述谐波第二阈值时，针对预判断的谐波次数投入对应的谐波补偿装置。
通过对异常数据进行挖掘，进行电能质量预警指标监测数据异常，通过比较谐波与谐波第二阈值时，采用高阶统计量的时间序列异常监测算法进行谐波的检测判断，通过正态分布以及所有对称的偏度都为0，并且采用的计算公式为：
，其中，为变量X的平均值，为第i阶中心矩，为期望。
正态分布的峰度经常被标准化为0，形成峰度超越，峰度如果远大于0，则该分布含有尖峰，数据存在异常，判断超过阈值，以进行判断谐波是否超过阈值。
所述的一种调控电网电能质量的方法，所述风力发电机、光伏电池输出端包括切换开关，根据投入到电网的数量连接对应数量的风力发电机、光伏电池到所述电网中，将剩余的风力发电机、光伏电池连接到储能电池中。
所述的一种调控电网电能质量的方法，所述光伏电池包括染料敏化光伏电池、量子点光伏电池、有机薄膜光伏电池、钙钛矿光伏电池。
所述的一种调控电网电能质量的方法，所述光伏电池的转换效率为：,其中，Pin为输出的光功率，Isc为短路电流，Voc为开路电压,FF为填充因子， ,其中，Imp、Vmp分别为最大输出功率时对应的电流、电压；
,Pav为正常光照情况的平均功率，B为光照系数。
本申请能够通过对异常数据进行挖掘，进行电能质量预警指标监测数据异常，根据风电场、光伏电池等新能源发电的谐波电流进行谐波控制，调控接入电网的电能质量，根据不同的谐波次数计算不同的谐波电流大小，有效的根据谐波次数抑制谐波电流。在进行谐波控制时，根据所处的环境因素考虑所产生的谐波的量，能够进行定量的控制谐波，调控新能源发电的电能质量，使发电效率更好，充分利用清洁能源。

Claims (8)

1.一种调控电网电能质量的方法，其特征在于，包括如下步骤：（1）检测风量和光照量，依据风量确定风力系数，依据光照量确定光照系数；（2）预测电网需求电流大小，依据预测的电网需求电流大小计算投入风力发电机数量和光伏电池数量；（3）根据确定的风力发电机和光伏电池投入数量，计算谐波电流；（4）根据所述计算的谐波电流与谐波阈值比较，根据比较结果触发谐波补偿装置。
2.如权利要求1所述的一种调控电网电能质量的方法，其特征在于，所述根据风量确定风力系数具体包括：
；
；
，；
,；
其中，A为风力系数，Vg(t)为t时刻的风速，Vga为常温下正常的风速，Va为基本风量，Vr为斜坡风量，Vb为瞬时风量，Tsr、Ter分别为斜坡风量对应的起始和终止时间，Tsb、Teb分别为瞬时风量对应的起始和终止时间。
3.如权利要求2所述的一种调控电网电能质量的方法，其特征在于，所述计算谐波电流具体包括：
其中，n=6k+1,k=0,1,2,3…,h为谐波次数，Ih为h次谐波电流的畸变，为不同谐波次数对应的常数，A为风力系数，B为光照系数，Nwg为风力发电机数量，Npv为光伏电池数量，In为风力发电机和光伏电池输出的额定电流，Iwgi为风力发电机输出电流，Ipvj为光伏电池输出电流，ni为变压器变比，nj为变换器变换效率。
4.如权利要求3所述的一种调控电网电能质量的方法，其特征在于，当h小于4时，为1，当h在4-8之间时，为1.4,当h在 8-12之间时，为1.6；当h在12-16时，为2；当h大于16时，为2.2。
5.如权利要求3所述的一种调控电网电能质量的方法，其特征在于，所述步骤（4）具体包括：确定谐波第一阈值和谐波第二阈值，当谐波电流大于所述谐波第一阈值时，初始化谐波补偿装置，预判断谐波次数，当谐波电流大于所述谐波第二阈值时，针对预判断的谐波次数投入对应的谐波补偿装置。
6.如权利要求3所述的一种调控电网电能质量的方法，其特征在于，所述风力发电机、光伏电池输出端包括切换开关，根据投入到电网的数量连接对应数量的风力发电机、光伏电池到所述电网中，将剩余的风力发电机、光伏电池连接到储能电池中。
7.如权利要求3所述的一种调控电网电能质量的方法，其特征在于，所述光伏电池包括染料敏化光伏电池、量子点光伏电池、有机薄膜光伏电池、钙钛矿光伏电池。
8.如权利要求3所述的一种调控电网电能质量的方法，其特征在于，所述光伏电池的转换效率为：,其中，Pin为输出的光功率，Isc为短路电流，Voc为开路电压,FF为填充因子，,其中，Imp、Vmp分别为最大输出功率时对应的电流、电压；
,Pav为正常光照情况的平均功率，B为光照系数。
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102237691A (zh) * 2011-07-06 2011-11-09 东北大学 一种风能、太阳能并网发电系统及其控制方法
CN103545813A (zh) * 2013-11-06 2014-01-29 北京天诚同创电气有限公司 补偿谐波电流与电压不平衡的方法和装置
CN105391071A (zh) * 2015-12-10 2016-03-09 浙江大学 用于微电网中多功能并网逆变器并联的群体智能控制方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102237691A (zh) * 2011-07-06 2011-11-09 东北大学 一种风能、太阳能并网发电系统及其控制方法
CN103545813A (zh) * 2013-11-06 2014-01-29 北京天诚同创电气有限公司 补偿谐波电流与电压不平衡的方法和装置
CN105391071A (zh) * 2015-12-10 2016-03-09 浙江大学 用于微电网中多功能并网逆变器并联的群体智能控制方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
朱成党，等: ""风电机组的机械液压混合传动技术"", 《浙江大学学报（工学版）》 *

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