专利名称：一种智能电网多目标控制系统及方法
技术领域：
本发明涉及一种控制系统及方法，尤其涉及一种智能电网多目标控制系统及方法。
背景技术：
随着经济的发展，电力系统中非线性用电设备，特别是电力电子装置(如:相控整流器、变频调速装置)的迅速增多和应用日益广泛，产生的谐波和无功电流对电力系统的污染也日趋严重。在现代电网中，电动机、工频炉、荧光灯等感性负载占据相当大比重，它们在消耗有功功率的同时，还需要吸收大量的无功功率。公用电网中出现的这些谐波与无功功率，将导致设备及线路损耗增加，引起电压闪变、频率变化和三相不平衡，致使电网的电能质量严重恶化，影响输电效率和设备寿命，同时也会影响供电企业的经济效益，严重时甚至危及到电力系统的安全运行。为了解决这些问题，人们研制出了用于补偿无功的静止无功发生器(SVG)、用于稳定电网电压的动态电压调节器(DVR)、用于补偿谐波的有源电力滤波器(APF)、用于调节功率因数的功率因数调节器及超导限流器等电能质量调节装置，在同一小型配电网中为了达到使电网安全、可靠运行的目的，可能需要几种装置同时投入使用，如何使它们能够协调工作而不对电网带来二次污染成为大家研究的一个重要课题。因此需要开发一种新的智能电网多目标控制方法，协调APF、SVG、DVR等装置工作模式，达到最大限度改善电网质量的目的。
发明内容
本发明的目的是解决上述现有技术中存在的不足和问题，提供一种智能电网多目标控制系统，该系统直接分离出负载电流谐波与无功分量，同时监控电压的波动情况，运用多目标决策理论，并按不同的电能质量调节目标，协调APF、SVG、DVR等装置工作模式，达到最大限度改善电网质量的目的。同时本发明还提供智能电网多目标控制方法。本发明的技术方案如下:本发明的智能电网多目标控制系统，其主要由基于自适应线性神经元结构谐波、无功检测单元和控制器构成，所述的基于自适应线性神经元结构谐波、无功检测单元主要由采样单元、电流调理电路和控制单元构成，采样单元连接在带有负载的电网电源上，采样单元和控制单元之间由电流调理电路连接。本发明的智能电网多目标控制系统，其进一步的技术方案是所述的采样单元由电压互感器和电流互感器组成，电压互感器和电流互感器直接连接在电网上并与电流调理电路连接，采集电网侧的电压和负载侧的电流。本发明的智能电网多目标控制系统，其进一步的技术方案还可以是所述的控制器由数字信号处理器DSP2812及外围相关电路组成，根据由采样单元、电流调理电路传送过来的电压信号来实现谐波、无功电流的检测，并根据检测结果，采用模糊多目标控制策略，分析出各性能指标的优劣程度，通过CAN或MODBUS协议发出控制指令，启动相关的电能质量调节装置，如APF、SVG等。更进一步的技术方案是所述的控制器工作过程如下:(1)将采样得到的电网侧电压值ea(t)、eb(t)、e。(t)，采用过零点检测法锁定相位；将非线性负载侧的电流
权利要求
1.一种智能电网多目标控制系统，其特征在于主要由基于自适应线性神经元结构谐波、无功检测单元和控制器构成，所述的基于自适应线性神经元结构谐波、无功检测单元主要由采样单元、电流调理电路和控制单元构成，采样单元连接在带有负载的电网电源上，采样单元和控制单元之间由电流调理电路连接。
2.根据权利要求1所述的智能电网多目标控制系统，其特征在于所述的采样单元由电压互感器和电流互感器组成，电压互感器和电流互感器直接连接在电网上并与电流调理电路连接，采集电网侧的电压和负载侧的电流。
3.根据权利要求1所述的智能电网多目标控制系统，其特征在于所述的控制器由数字信号处理器DSP及外围相关电路组成，根据由采样单元、电流调理电路传送过来的电压信号来实现谐波、无功电流的检测，并根据检测结果，采用模糊多目标控制策略，分析出各性能指标的优劣程度，通过通讯协议发出控制指令，启动相关的电能质量调节装置。
4.根据权利要求3所述的智能电网多目标控制系统，其特征在于所述的控制器工作过程如下: (1)将采样得到的电网侧电压值ea(t)、eb(t)、ec;(t)，采用过零点检测法锁定相位；将非线性负载侧的电流iLa(t)、iLb(t)、iLe(t)通过DQ变换后的到正序分量、负序分量、零序分量信息； (2)根据提取出基波电流正、负序分量及零序分量信息后，采用自适应神经元网络方法建立误差函数=去<。通过连续地调整网络的权值Wk来实现网络的收敛，进而得到三相基波各序次分量的大小，然后将负载电流减去各序次分量就可计算出负载电流中所含的谐波及无功电流的大小； (3)数字信号处理器DSP根据检测到的谐波、无功、电压及功率因数各种指标，建立优属度矩阵，根据优属度矩阵极大极大方法，对电网性能指标优劣性排名； (4)控制器通过通讯协议为AFP、SVG、DVR等装置下发启动与否的指令。
5.一种如权利要求1-4任一所述的智能电网多目标控制方法，其特征在于包括以下步骤: ①采用基于自适应线性神经元结构的谐波检测方法，检测分离出负载电流基波各序分量、谐波分量及电网中的无功分量； ②运用模糊多目标决策理论，根据步骤①中检测出的各种指标的特点，得出其数学模型，并将各目标的指标值联立构成相对优属度矩阵，分析出各电网指标的优先级，经过仿真，得出目标电能质量的控制排序； ③通过对电能质量指标性能优劣性实时排序，优化各装置的工作顺序，协调包括APF、SVG, DVR在内的各种装置的工作模式。
6.根据权利要求5所述的智能电网多目标控制方法，其特征在于所述的数学模型的建立方法如下: 首先运用模糊理论建立多目标电网电能质量各指标的数学模型，设义是论域Xi = Ulmi ( fi (x) S^Mi, X G X} (i为目标指标的编号:1,2,…，m)上的一个模糊子集，其在X处的隶属度为巧e木)。如果有A (x)的模糊最优集^使得:
全文摘要
本发明公开了一种智能电网多目标控制系统及方法，该系统直接分离出负载电流谐波与无功分量，同时监控电压的波动情况，运用多目标决策理论，并按不同的电能质量调节目标，协调APF、SVG、DVR等装置工作模式，达到最大限度改善电网质量的目的。本发明的智能电网多目标控制系统，其主要由基于自适应线性神经元结构谐波、无功检测单元和控制器构成，所述的基于自适应线性神经元结构谐波、无功检测单元主要由采样单元、电流调理电路和控制单元构成，采样单元连接在带有负载的电网电源上，采样单元和控制单元之间由电流调理电路连接。
文档编号H02J3/12GK103219724SQ20121006820
公开日2013年7月24日 申请日期2012年3月15日 优先权日2012年3月15日
发明者闫荣超, 晏祥彪, 李刚, 芮国强, 吴开敏 申请人:南京亚派科技实业有限公司