一种分散式电能质量调节系统的制作方法【
技术领域：
】[0001]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：
】[0002]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。[0003]如图1所示，传统统一电能质量调节器(UnifiedPowerQualityCondit1ner,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。[0004]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親合点(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】[0005]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。[0006]为了达到上述技术效果，本发明的技术方案如下:[0007]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。[0008]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。[0009]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。[0010]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。[0011]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。[0012]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。[0013]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。[0014]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。[0015]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。[0016]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。[0017]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。[0018]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。[0019]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。[0020]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。[0021]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(Distribut1nStaticCompensator，DSTATC0M)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。[0022]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。[0023]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。[0024]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。[0025]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当前第1页1 2 3 4