一种电流超前干预算法、谐振治理方法及系统与流程

本发明涉及配电系统的谐振治理方法技术领域，具体讲是一种电流超前干预算法、谐振治理方法及系统。

背景技术：

谐振是配电系统中重要有害因素，对于谐振的治理，是电网是否运行良好的重要影响因素，因此需要着重加以考虑。

鉴于上述问题，本申请人旨在于对svg/apf+智能电容器的补偿混联系统作进一步的研究，旨在于通过改进谐振处理来提升电网的质量。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是，克服现有技术的缺陷，提供一种电流超前干预算法，有利于谐振治理；还提供一种谐振治理方法，有利于提升电网的质量；还提供一种系统，运行上述谐振治理方法。

为解决上述技术问题，本发明提出一种电流超前干预算法，通过计算单元对系统电压电流的波形采样，利用dft算法计算出：基波电流thdi1，3次谐波电流thdi3，5次谐波电流thdi5，7次谐波电流thdi7、11次谐波电流thdi11，13次谐波电流thdi13，15次谐波电流thdi15；将这些数据与前一次采样计算出的数据一一对应比对，当某一数据突然增大，则判断该次采样时突然增大所对应的谐波电流分量有引起谐振的趋势；重复上述过程。

采用上述结构后，与现有技术相比，本发明具有以下优点：dft算法即离散傅里叶变换(discretefouriertransform,缩写为dft)。经上述改进后，能够有利于及时发现谐振发生时的谐振点，从而争取了超前干预的时机，避免了谐波电流继续放大，也就阻止了谐振继续发生，因此有利于谐振治理。

为解决上述技术问题，还提供一种谐振治理方法，通过控制单元对系统电压电流的波形采样，利用dft算法计算出：基波电流thdi1，3次谐波电流thdi3，5次谐波电流thdi5，7次谐波电流thdi7、11次谐波电流thdi11，13次谐波电流thdi13，15次谐波电流thdi15；将这些数据与前一次采样计算出的数据一一对应比对，当某一数据突然增大，将这些数据与前一次采样计算出的数据一一对应比对，当某一数据突然增大，则根据该次采样时突然增大数据所对应的谐波电流来切除至少一台智能电容器，即当谐波电流有放大的趋势时，控制单元控制切除一台容量最小智能电容器，如果谐波电流还有放大的趋势，继续切除一台容量最小的智能电容器，以此类推，直到破坏谐振发生的条件，阻止谐振的发生。

采用上述结构后，与现有技术相比，本发明具有以下优点：dft算法即离散傅里叶变换(discretefouriertransform,缩写为dft)。经上述改进后，利用及时发现谐振发生时的谐振点，并通过切除至少一台智能电容器来从而破坏原先的谐振点，从而简单、高效利用了超前干预的时机，避免了谐波电流继续放大，也就阻止了谐振继续发生，因此能够高效治理谐振，有利于提升电网的质量。

为解决上述技术问题，还提供一种低压无功补偿混联系统，包括静止无功发生器、用于检测电网的第一电流检测单元以及若干智能电容器，静止无功发生器设有控制单元，若干智能电容器构成智能电容器组，其特征在于，静止无功发生器的补偿端和各智能电容器的补偿端分别与电网电连接；静止无功发生器的控制单元记为第一控制单元，每个智能电容器的控制单元均记为第二控制单元，各第二控制单元的通讯端分别与第一控制单元的通讯端电连接，第一控制单元的第一采样端与第一电流检测单元电连接。

采用上述结构后，与现有技术相比，本发明具有以下优点：本发明由一台静止无功发生器和多台智能电容器组成，静止无功发生器通过第一电流检测单元在系统侧进行采样，及时发现谐振点，再加上静止无功发生器直接与智能电容器组通讯，并进行数据交互，从而快速控制智能电容器组破坏谐振点，不仅能够高效治理谐振，而且使得无功补偿更加合理、有序、精准，因此有利于提升电网的质量。所述的第一控制单元宜采用运算速度高的第一控制单元。

作为改进，还包括用于监测智能电容器组的补偿容量大小的第二电流检测单元，第一控制单元的第二采样端与第二电流检测单元电连接，这样，通过第二电流检测单元在智能电容器的补偿侧进行采样，以监测智能电容器组的补偿容量大小，通过第二电流检测单元采集智能电容器组补偿的电流信号，使得补偿更加精细化。

作为改进，静止无功发生器包括控制单元、第一电流采样单元、第二电流采样单元、电容器、电抗器、igbt模块、显示模块、485通讯转接单元和电话线插口转接单元；第一电流采样单元设有第一采样端，第二电流采样单元设有第二采样端，这样，提供一种优选方案，有利于满足快速的通讯需求，也便于改造现有的静止无功发生器来获得上述结构。

作为改进，所述的485通讯转接单元包括485通讯模块，485通讯模块设有数据传输通道、数据选择通道，并输出有两路485通讯口，数据传输通道和数据选择通道分别直接电连接所述的控制单元的信号端，两路485通讯口分别电连接电话线插口转接单元，电话线插口转接单元设有第一电话线插口和第二电话线插口，电话线插口转接单元的第一/第二电话线插口用于电连接智能电容器，该电话线插口转接单元用于将两路485通讯口的信号均转换成电话线插口的兼容信号，这样，提供一种优选方案，有利于简化设置，实现兼容性，同时也更利于信号的快速传递。

作为改进，485通讯转接单元与控制单元设置于同一块线路板，电话线插口转接单元设在另一块线路板上，这样，提供一种优选方案，有利于简化设置，同时也更利于信号的快速传递。

作为改进，所述的另一块线路板设置在静止无功发生器的控制盒的壳体中，并露出电话线插口，这样，提高集成度，同时便于连接智能电容器。

作为改进，控制单元包括主芯片和副芯片，主芯片和副芯片电连接以实现相互通讯，主芯片采用型号为tms320f2812的芯片，副芯片采用型号为ep1c6q240c8的芯片，485通讯模块采用型号为td301d485h的通讯模块；数据传输通道和数据选择通道分别直接电连接所述的控制单元的信号端是指数据传输通道与ep1c6q240c8芯片的ro信号端电连接，数据选择通道与ep1c6q240c8芯片的cs信号端电连接，这样，运算速度快，匹配度更好，响应快。

作为改进，两路485通讯口分别记为485a通讯口和485b通讯口，485a通讯口的一端与通讯模块td301d485h的a端电连接，485b通讯口的一端与通讯模块td301d485h的b端电连接，485a通讯口串联有第一电阻，485b通讯口串联有第二电阻，485a通讯口、485b通讯口之间还并联有第一双向稳压管和第三电阻，第一双向稳压管、第三电阻并联的公共端均位于第一电阻、第二电阻之后，这样，提供一种优选方案，信号的传递稳定可靠，更有利于响应快。

附图说明

图1为本发明一种低压无功补偿混联系统的原理示意图。

图2为图1所采用的静止无功发生器的控制盒的结构示意图。

图3为485通讯转接单元的电路原理示意图。

图中所示，1、第一电话线插口，2、第二电话线插口。

具体实施方式

下面对本发明作进一步详细的说明：

本发明一种低压无功补偿混联系统，包括静止无功发生器、用于检测电网的第一电流检测单元以及若干智能电容器，若干智能电容器构成智能电容器组，还包括用于监测智能电容器组的补偿容量大小的第二电流检测单元；静止无功发生器的补偿端和各智能电容器的补偿端分别与电网电连接；静止无功发生器的控制单元记为第一控制单元，每个智能电容器的控制单元均记为第二控制单元，各第二控制单元的通讯端分别与第一控制单元的通讯端电连接，第一控制单元的第一采样端与第一电流检测单元电连接，第一控制单元的第二采样端与第二电流检测单元电连接。智能电容器组由各智能电容器并联形成。当没有第二电流检测单元等相关结构时，本发明一种低压无功补偿混联系统也能够运行本发明所述的谐振治理方法。而具有第二电流检测单元等相关结构时，本发明一种低压无功补偿混联系统补偿性能更好。

智能电容器主要包括控制单元、断路器、电容器、电抗器和磁保持继电器，该控制单元即第二控制单元。智能电容器可采用市售的抑谐式低压无功补偿装置，比如浙江晟泰电气有限公司所生产销售的这类产品。

若干智能电容器可包括智能共补电容器和智能分补电容器。

静止无功发生器包括控制单元、第一电流采样单元、第二电流采样单元、电容器、电抗器、igbt模块、显示模块、485通讯转接单元和电话线插口转接单元；第一电流采样单元设有第一采样端，第二电流采样单元设有第二采样端。该485通讯转接单元包括485通讯芯片，485通讯模块设有数据传输通道、数据选择通道，并输出有两路485通讯口，数据传输通道和数据选择通道分别直接电连接所述的控制单元的信号端，两路485通讯口分别电连接电话线插口转接单元，电话线插口转接单元设有第一电话线插口和第二电话线插口，电话线插口转接单元的第一/第二电话线插口用于电连接智能电容器，该电话线插口转接单元用于将两路485通讯口的信号均转换成电话线插口的兼容信号。

第一电流检测单元可采用电流互感器进行检测，简称ct，该电流互感器设于电网一侧而可称为网侧ct，网侧ct所获取的信号输送至第一电流采样单元处理后再传送给第一控制单元；第二电流检测单元可采用电流互感器进行检测，即在智能电容器组与电网连接的补偿线路上设有电流互感器，该电流互感器所获取的信号输送至第二电流采样单元处理后再传送给第一控制单元。第一电流采样单元、第二电流采样单元可采用现有的信号调理电路，不加赘述。

通过第二电流检测单元采集智能电容器组补偿的电流信号，采用dft计算出智能电容器组输出的无功电流有效值，然后与svg输出的补偿电流有效值进行相加，从补偿的总无功量减去上述的求和值，得到还需要补偿的无功电流大小，从而控制svg补偿剩余无功功率所需要的无功电流，从而达到补偿目标。

本发明的静止无功发生器可在现有的svg基础上改进得到，现有的svg可采用市售的静止无功发生器，比如浙江晟泰电气有限公司所生产销售的这类产品，现有的svg由控制单元、电流采样单元、电容器、电抗器、igbt模块和显示模块组成，经改进后，现有的svg的控制盒改造成如图2所示，可见增加了两路电话线插口，即第一电话线插口1和第二电话线插口2。

电话线插口转接单元可采用现有技术，不加赘述，即485通讯转电话线可采用现有技术，使用6芯485通讯线。第一电话线插口1和第二电话线插口2采用并联连接，使用时，既可以插接第一电话线插口1，也可以插接第二电话线插口2，所传递信号相同。

485通讯转接单元与控制单元设置于同一块线路板，电话线插口转接单元设在另一块线路板上。

所述的另一块线路板设置在静止无功发生器的控制盒的壳体中，并露出两个电话线插口。

控制单元包括主芯片和副芯片，主芯片和副芯片电连接以实现相互通讯，主芯片采用型号为tms320f2812的芯片，副芯片采用型号为ep1c6q240c8的芯片，485通讯模块采用型号为td301d485h的通讯模块；数据传输通道和数据选择通道分别直接电连接所述的控制单元的信号端是指数据传输通道与ep1c6q240c8芯片的ro信号端电连接，数据选择通道与ep1c6q240c8芯片的cs信号端电连接。如图3所示，图中简单示意的画了ep1c6q240c8芯片的一侧。

如图3所示，两路485通讯口分别记为485a通讯口和485b通讯口，485a通讯口的一端与通讯模块td301d485h的a端电连接，485b通讯口的一端与通讯模块td301d485h的b端电连接，485a通讯口串联有第一电阻，485b通讯口串联有第二电阻，485a通讯口、485b通讯口之间还并联有第一双向稳压管和第三电阻，第一双向稳压管、第三电阻并联的公共端均位于第一电阻、第二电阻之后。

各第二控制单元的通讯端分别与第一控制单元的通讯端电连接是指：各智能电容器均设有一个接入的电话线插口和转接的电话线插口，静止无功发生器的电话线插口与其中一个智能电容器的接入的电话线插口电连接，该智能电容器的转接的电话线插口再与另一个智能电容器的接入的电话线插口电连接，这样依次插接，从而实现第一控制单元与各第二控制单元通讯。

静止无功发生器简称为svg，当然，具有无功补偿能力的apf也可以使用，apf称为有源滤波器，svg与apf可等同使用，各智能电容器与svg进行通讯，智能电容器将自己的状态信息发送给svg，svg根据发送过来的状态信息得知各智能电容器的投切情况，svg通过网侧ct实时采集电流信号，然后再送至svg的控制器，并进行计算和控制。

智能电容器的状态包括组网地址、电容器温度、继电器的投切状态、智能电容器的故障状态、智能电容器的越限状态，越限状包括过压、欠压、欠流、过温四种状态情况。

各智能电容器与svg进行通讯采用19200的波特率的485通讯。

利用dft算法计算出：基波电流thdi1，3次谐波电流thdi3，5次谐波电流thdi5，7次谐波电流thdi7、11次谐波电流thdi11，13次谐波电流thdi13，15次谐波电流thdi15；将这些数据与前一次采样计算出的数据一一对应比对，当某一数据突然增大，则根据该次采样时突然增大数据所对应的谐波电流来切除至少一台智能电容器，即当谐波电流有放大的趋势时，控制单元控制切除一台容量最小智能电容器，如果谐波电流还有放大的趋势，继续切除一台容量最小的智能电容器，以此类推，直到破坏谐振发生的条件，阻止谐振的发生。比如在某时刻5次谐波电流thdi5突然增大，可以判断出谐振将要发生，此时通过切除一台智能电容器，从而改变系统回路中的电容值，从而改变了回路中的lc比例，避免了5次谐波电流继续放大，从而也就阻止了谐振继续发生。

以上所述仅是本发明的较佳实施方式，故凡依本发明专利申请范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，均包括于本发明专利申请范围内。