配电网静止同步补偿器抑制电压波动和谐波畸变的方法
【专利摘要】本发明涉及一种配电网静止同步补偿器抑制电压波动和谐波畸变的方法，该方法包括：检测配电网PCC处电气参数；计算接入同一PCC的DSTATCOMi的正序输出无功，负序输出无功，以及t次谐波输出有功；计算PCC正序电压，负序电压，t次谐波电压的补偿参考值；计算基于统一阻抗构造的DSTATCOMi虚拟正序电纳，负序电纳和谐波电导；计算DSTATCOMi的正序、负序和谐波输出电流参考值；合成DSTATCOMi的输出电流参考值，按照优先级进行比例限流；合成DSTATCOMi控制系统的PWM信号进行脉冲宽度调制。本发明能够实现PCC电能质量的综合控制和配电网保护的合理配合，提高配电网局部和区域电压质量，确保配电网的安全和稳定运行。
【专利说明】配电网静止同步补偿器抑制电压波动和谐波畸变的方法
【技术领域】:
[0001]本发明属于属电气工程、分布式发电、主动配电网和电能质量治理领域，涉及一种利用统一阻抗构建技术实现多配电网静止同步补偿器无互联线并联运行抑制配电网公共母线电压波动和谐波畸变的控制方法。
【背景技术】:
[0002]传统的配电网通常依靠灵活的网络结构和较大的容量裕度来应对负荷的不确定性，以保证电力系统的安全可靠，其运行控制方法相对简单。近十几年来，电力电子技术的快速发展解决了分布式电源(distributed generat1n, DG)在中低压配电网的并网运行问题，促进了 DG越来越多的应用在电力系统各层级上。但是，传统的配电网仍然存在可再生能源消纳能力不足、一次网架薄弱、自动化水平不高、调度方式落后以及用电互动化水平较低等问题，严重制约了 DG的高度渗透，不利于能源结构的优化调整。面对负荷增长缓慢、配电网发展空间资源有限、网络规模较难扩展的现状，主动配电网(active distribut1nnetwork, AND)技术应运而生，旨在解决电网兼容及应用大规模间歇式可再生能源提升绿色能源利用率、优化一次能源结构等问题。
[0003]传统的被动式配电网采用就地消纳间歇式能源模式。当DG接入配电网后，由于DG具有间歇性、随机性、非线性等特征，若间歇式能源所发电力过剩，配电网本身没有调节能力无法上送配电网，只能降低其出力运行。而主动配电网具有消纳间歇式能源的调节能力，若间歇式能源所发电力过剩，在满足配电网运行约束的条件下通过柔性负荷以及多层次电网的分层消纳能力消纳过剩的能源。然而，这会导致配电网出现潮流反向，可能引起配电网PCC出现电压波动、闪变、电压畸变等暂态电能质量问题，严重影响配电网的电能质量及供电可靠性。此外，配电网本身的弱电网特点以及故障、负载不平衡突变等情况会加剧配电网的谐波、三相电压不平衡、电压跌落等问题，使PCC处电能质量变差，直接影响负载和DG的安全和稳定运行。
[0004]为了适应主动配电网对电能质量灵活控制的新的要求，最有效的方法就是在配电网装设电能质量治理设备，综合控制配电网局部和区域的电能质量。其中，配电网静止同步补偿器(DSTATC0M)作为一种成熟有效的电能质量控制装置，受到越来越多的关注。现有的DSTATC0M控制方法主要以电流反馈环节实现补偿电网正序无功电流以及谐波电流。采用这类控制方法的DSTATC0M虽然设计思路简单清晰，但是缺少对于PCC不平衡电压的治理，无法有效的抑制PCC电压畸变，尤其当其安装在DG附近时其补偿效果会大受影响，并且，难以实现多DSTATC0M的安全可靠并联运行，这一切都与主动配电网的要求不相符。
【发明内容】
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[0005]本发明的目的是克服现有技术的上述不足，提供一种利用统一阻抗构建技术(Universal impedance shape, UIS)实现多配电网静止同步补偿器无互联线并联运行,解决主动配电网公共母线电压波动和谐波畸变问题的控制方案。本发明的技术方案如下:[0006]一种配电网静止同步补偿器抑制电压波动和谐波畸变的方法，包括以下步骤:
[0007]I)步骤1，检测配电网PCC处正序、负序和t次谐波电压的瞬时值以及DSTATCOMi输出正序、负序和t次谐波电流瞬时值，并分别转化至两相静止坐标系的对应值νΡ，α0、νΝ； α 0、vtH，α 0以及iP，i，α g >iN；i； α e、itH，i，α β ;计算PCC处的正序电压模值Vp、负序电压模值Vn以及t次谐波电压模值VtH ;计算PCC处的abc三相电压方均根值VKMS、t次电压谐波含有率VTHDtll、正序电压和负序电压的相角差f以及abc三相电压模值\、\、\ ;其中，t=3, 5, 7 ；
[0008]2)步骤2，计算接入同一 PCC的DSTATCOMi的正序输出无功Qm，负序输出无功Qiu,以及t次谐波输出有功PtIU，DSTATCOMi表示接入同一 PCC的第i个DSTATC0M ；
[0009]3)步骤3，计算PCC正序电压I,:，负序电压<，t次谐波电压的补偿参考值VTlIDln '
[0010]4)步骤4，设Iiiu为DSTATCOMi的正序无功分配系数，Iiiu为DSTATCOMi的负序无功分配系数，ntH；i为DSTATCOMi的t次谐波有功分配系数；ke，P为DSTATCOMi的正序电压误差比例系数，ke；N为DSTATCOMi的电压不平衡度误差比例系数，ke；tH为DSTATCOMi的t次谐波含有率误差比例系数分别为DSTATCOMi的正序电纳Yiu构造环节的比例系数和积分系数，kP，N、kI；N分别为DSTATCOMi的负序电纳Yiu构造环节的比例系数和积分系数，kP，tH、kI；tH分别为DSTATCOMi的谐波电导Gtiu构造环节的比例系数和积分系数，则YN；i> Gtiu表示为:
【权利要求】
1.一种配电网静止同步补偿器抑制电压波动和谐波畸变的方法，包括以下步骤: 1)步骤1，检测配电网PCC处正序、负序和t次谐波电压的瞬时值以及DSTATCOMi输出正序、负序和t次谐波电流瞬时值，并分别转化至两相静止坐标系的对应值α eα e、vtH； α 0以及ip，i，a e > iNj i, a 0 a 0 ;计算PCC处的正序电压模值Vp、负序电压模值Vn以及t次谐波电压模值VtH ;计算PCC处的abc三相电压方均根值Vems、t次电压谐波含有率VTHDtH、正序电压和负序电压的相角差-1以及abc三相电压模值Va、Vb、V。；其中，t=3, 5,7 ； 2)步骤2，计算接入同一PCC的DSTATCOMi的正序输出无功Qiu，负序输出无功Qiu，以及t次谐波输出有功PtIU，DSTATCOMi表示接入同一 PCC的第i个DSTATC0M ； 3)步骤3，计算PCC正序电压<，负序电压g, t次谐波电压的补偿参考值削找?: 4)步骤4，设Iiiu为DSTATCOMi的正序无功分配系数，Iiiu为DSTATCOMi的负序无功分配系数，ntH；i为DSTATCOMi的t次谐波有功分配系数；ke，P为DSTATCOMi的正序电压误差比例系数，ke；N为DSTATCOMi的电压不平衡度误差比例系数，ke；tH为DSTATCOMi的t次谐波含有率误差比例系数Apk1J分别为DSTATCOMi的正序电纳Yiu构造环节的比例系数和积分系数，kP，N、kI；N分别为DSTATCOMi的负序电纳Yiu构造环节的比例系数和积分系数，kP，tH、kI；tH分别为DSTATCOMi的谐波电导Gtiu构造环节的比例系数和积分系数，则YP，1、YN；i> Gtiu表示为:
2.根据权利要求1所述的配电网静止同步补偿器抑制电压波动和谐波畸变的方法，步骤7)中，根据负载要求，对电压有效值敏感的负荷，包含电子计算机、可编程控制器，优先补偿正序电 压；对电压不平衡敏感的负荷，包含感应电动机、功率变换器，优先补偿负序电压；对谐波电压敏感的负荷，包含电容器，优先抑制谐波电压；在满足优先电压质量指标之后，剩余容量满足次要电压质量指标，对电流参考进行成比例限制。
【文档编号】H02J3/01GK104037777SQ201410145609
【公开日】2014年9月10日 申请日期:2014年4月11日 优先权日:2014年4月11日
【发明者】李永丽, 张玮亚 申请人:天津大学