一种应用于低压配电网具有谐振抑制功能的变流器总控装置的制作方法

本发明属于电力电子系统控制领域，具体涉及一种应用于低压配电网具有谐振抑制功能的变流器总控装置。

背景技术：

目前，在低压配电网中，并无可实时检测系统阻抗并实现谐振预判及消除的装置，仅在部分有源滤波装置中具备静态谐振抑制的功能，静态谐波抑制功能在有源滤波装置调试阶段手动运行，主动发出各频次谐波电流作为对系统的激励，然后通过测量到的pcc点(设备并网点)电压响应判断系统谐振点频段，并在运算指令中关闭谐振点频率附近的谐波补偿，使设备不会触发谐波放大或谐振。但是，静态谐振抑制功能不会实时检测并计算系统阻抗，所以仅在系统阻抗不发生变化的情况下使有源滤波装置的谐波补偿不会触发系统谐振，但对于大量应用变流器的低压配电系统，系统的等效总阻抗及电流激励处于时刻变化的状态，易发系统谐振，且有源滤波装置的静态谐振抑制功能将失效，通常这类系统运行稳定性容易失稳。

技术实现要素：

针对上述问题，本发明的目的是提供一种应用于低压配电网具有谐振抑制功能的变流器总控装置。

实现本发明的技术方案如下

一种应用于低压配电网具有谐振抑制功能的变流器总控装置，包括电压电流信号采样回路、信号采集调理回路、数字信号运算回路、电源模块、通讯模块以及若干被控变流器，所述电压电流信号采样回路采集配电系统电压及总电流信号；信号采集调理回路接收电压电流信号采样回路所采集的电压电流信号并进行数模转换及滤波降噪处理；数字信号运算回路根据信号采集调理回路输出的信息,计算出低压配电系统中的系统总阻抗，根据计算出的系统总阻抗为对应各个不同频率下的阻抗幅值的集合，其中非线性的部分会出现在某些频率上幅值趋近于零的现象，这些幅值趋近于零的频率，即为系统谐振点所对应的频率；数字信号运算回路通过通讯模块向变流器发出控制指令,闭锁变流器目标输出电流中的谐振点附近频次电流或调整变流器目标输出电流；所述电源模块与电网连接为总控装置供电。

谐振抑制方法，包括如下步骤，

s1,电压电流信号采样回路获取并网点电压es及流过并网点的电流is，通过与各变流器通讯获得各变流器目标输出电流，并将采集的电压电流信号传输给数字信号运算回路；

s2，通过迭加计算出各变流器等效电流源的总电流i’s，各变流器自身等效阻抗zc及并网点下游各无源设备等效阻抗之和zt，由以下算法计算：

以实时采集和获取es、is及i’s数据，实时获取低压配电系统的系统总阻抗ztotal，通过计算所得的总阻抗频域特性，得到系统谐振点所对应频率；

s3，通过通讯模块向变流器发出控制指令闭锁调整变流器目标输出电流中的谐振点附近频次电流或调整变流器目标输出电流。

采用上述技术方案，本方案是基于系统阻抗测量计算的低压配电网谐振消除装置，它可通过实时监测系统等效阻抗变化，通过向各变流器发出控制指令，并通过修正变流器输出状态的方式破坏谐振条件，起到根本性预防低压系统谐振的目的。即通过分析低压配电系统各变流器等效电流源所构成的总激励、采样点电流及并网pcc点电压的响应，计算得系统总阻抗，包括基波阻抗及谐波阻抗，并通过谐波阻抗计算得到系统的动态谐振点。基于动态谐振点的分布，总控装置发出控制指令，用于修正各变流器的目标输出电流，规避谐振点，从而起到抑制谐振发生的作用；且具有以下技术效果:

1、有效的预防及抑制低压系统谐振的发生，保护系统内所有设备，不会由于谐振过电压而损坏。

2、对系统谐振的预防和抑制同时还会减小系统继电保护装置启动的概率，增加系统稳定性。

3、由于考虑了各变流器自身阻抗，使得对总阻抗的计算结果更加准确。

4、由于采集了各变流器目标指令电流，间接实现了动态计算阻抗的效果。

附图说明

图1为本发明的原理框图；

图2为本发明中对低压配电系统总阻抗的计算原理示意图；

图3为通过计算所得具有谐振点的频率对照图；

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

参见图1所示，一种应用于低压配电网具有谐振抑制功能的变流器总控装置，包括电压电流信号采样回路、信号采集调理回路、数字信号运算回路、电源模块、通讯模块以及若干被控变流器，电压电流信号采样回路采集电网、流经并网点以及变流器的电压电流信号；信号采集调理回路接收电压电流信号采样回路所采集的电压电流信号并进行滤波降噪处理；数字信号运算回路根据信号采集调理回路输出的信息，计算出低压配电系统中的系统总阻抗，由于计算出的系统总阻抗为对应各个不同频率下的阻抗幅值的集合，可表示为连续的线性曲线(如图3)，而在其中非线性的部分会出现在某些频率上幅值趋近于零的现象，这些幅值趋近于零的频率，即为系统谐振点所对应的频率；数字信号运算回路通过通讯模块向变流器发出控制指令闭锁调整变流器目标输出电流中的谐振点附近频次电流或调整变流器目标输出电流；电源模块与电网连接为总控装置供电。通过分析低压配电系统各变流器等效电流源所构成的总激励、实际总输出电流(采样点电流)及并网pcc点电压的响应，计算得系统总阻抗，由变流器等效阻抗及其他负荷等效阻抗组成，包括基波阻抗及谐波阻抗，并通过谐波阻抗计算得到系统的动态谐振点。基于动态谐振点的分布，总控装置发出控制指令，用于修正各变流器的目标输出电流，规避谐振点，从而起到抑制谐振发生的作用。

总控装置的工作原理如图2所示，总控装置通过采样获取并网点电压es及流过并网点的电流is，通过与各变流器通讯获得各变流器目标输出电流并通过迭加计算出各变流器等效电流源的总电流i’s，各变流器自身等效阻抗zc及并网点下游各无源设备等效阻抗之和zt可由以下算法计算：

由于装置实时采集和获取es、is及i’s数据，所以实现了对低压配电系统的系统总阻抗ztotal的实时获取，通过计算所得的总阻抗频域特性，如图3所示，可知系统谐振点所对应频率。总控装置根据谐振点频率向变流器发出控制指令，闭锁变流器目标输出电流中的谐振点附近频次电流，对谐振的发生实现预防；当总控装置检测到系统电压es中存在谐振点频次附近频率电压畸变时，如此时在各变流器中并未有这些频率电流，则识别此畸变来源于背景电压的畸变，此种情况同样具备触发谐振或谐波放大的条件，总控装置可通过调整变流器目标输出电流，使其实际输出电流经过线路及变压器二次侧阻抗产生的响应电压修正es值，平抑谐振点频次附近的电压畸变，进而避免谐波放大及谐振的发生。