基于多DFACTS设备协调控制的台区电能质量治理方法和系统与流程

文档序号:23473625发布日期:2020-12-29 13:24阅读:来源:国知局

技术特征:

1.基于多dfacts设备协调控制的台区电能质量治理方法,其特征在于,包括以下步骤:采集变压器低压侧的测量数据,基于测量数据中的三相电流计算电流三相不平衡率,将电流三相不平衡率与预先设定的治理启动定值相比较,并且分别将测量数据中的母线三相电压与电压治理定值比较,根据比较结果执行以下治理方法:

若电流三相不平衡率大于治理启动定值,且母线三相电压均不低于电压治理定值,则执行以电流三相不平衡率为控制目标的三相不平衡调控策略;若电流三相不平衡率大不于治理启动定值,但存在某相电压低于电压治理定值时,执行以电压为控制目标的电压调控策略;若电流三相不平衡率大于治理启动定值,且存在某相电压低于电压治理定值时,则采用结合三相不平衡调控策略和电压调控策略的综合协调控制策略。

2.根据权利要求1所述的基于多dfacts设备协调控制的台区电能质量治理方法,其特征在于,采集到的测量数据还包括三相电流,基于采集到的三相电流数据采用以下公式(1)计算电流三相不平衡率:

pun=(imax-imin)/imax(1),

其中max(x,y,z)表示三相电流x、y和z中的最大值,表示为imax=max(x,y,z);min(x,y,z)表示三相电流x、y和z中的最小值,表示为:imin=min(x,y,z);pun为电流三相不平衡率。

3.根据权利要求1所述的基于多dfacts设备协调控制的台区电能质量治理方法,其特征在于,计算最近特定时间段内的电流三相不平衡率的平均值作为最终确定的电流三相不平衡率。

4.根据权利要求1所述的基于多dfacts设备协调控制的台区电能质量治理方法,其特征在于,所述三相不平衡调控策略包括以下步骤:

实时采集台区变压器低压侧的母线三相电流,按由大到小进行排序x、y、z,算出三相电流的平均值k,并求解出上偏差值δx=x-k,下偏差值:δz=z-k;

根据最大电流x所处相位,找出台区中所有同相位的开关,将具备换相条件的开关的编号及其对应的负荷电流存入数组中;

将数组中的负荷值按从大到小进行排序i1、i2.......in,并计算待切换负荷ik,ik=i1+i2+...ik;根据同时满足下式(2-1)以及式(2-2)确定出最少需投入的换相开关数k;

((δx-ik)>0)&&((δx-ik+1)<0)(2-1),

min(|δx-ik|,|δx-ik+1|)(2-2),

ik为数组中第k个开关对应的负荷电流;ik+1为数组中第k+1个开关对应的负荷电流;

按照(x-ik,y,z+ik)更新三相电流,采用以下公式(3)对换相后的电流三相不平衡率p’un进行预计算,

p’un=(i’max–i’min)/i’max(3),

其中i’max为更新三相电流后三相电流的最大值,i’min为更新三相电流后三相电流的最小值;

当满足p’un<pset时,允许执行换相操作,其中pset为预先设定的治理启动定值;

查询出负荷电流i1、i2...ik对应的换相开关编号,并远程通信控制换相开关将负荷切至电流z所在相位;

更新电流数据,重新计算电流三相不平衡率,等待下次调控。

5.根据权利要求1所述的基于多dfacts设备协调控制的台区电能质量治理方法,其特征在于,所述电压调控策略具体包括以下步骤:

计算待调控相限的电压降δv,表达式为δv=vn-vcur,其中vn为待调控相限的电压额定值,vcur为待调控相限的电压当前值;

根据该相当前的无功-电压比例因子f,计算出该相需要补偿的无功缺额δq,表达式为δq=δv*f;

求解以下函数公式(4)得到n,n为预计需要投入的电容器组数,

n*qtsc<δq<(n+1)*qtsc(4),

其中qtsc为单台tsc的容量;确定实际需要投入n+1组电容器,待n+1组电容器投入完成后,svg退出满功率补偿状态,转入自动补偿模式进行精调;

当实际需要投入的电容器组数n+1大于当前最大可投入电容器数时,遥控所有可投tsc投入补偿,同时svg也工作在满功率补偿模式。

6.根据权利要求5所述的基于多dfacts设备协调控制的台区电能质量治理方法,其特征在于,对无功-电压比例因子f进行更新,具体方法为:设定电压波动基准值,根据实时采集获得的母线三相电压u和无功q,当某相电压变化大于电压波动基准值,就更新该相的无功-电压比例因子,表达式为f=dq/du。

7.根据权利要求1所述的基于多dfacts设备协调控制的台区电能质量治理方法,其特征在于,所述综合协调控制策略包括:优先执行三相不平衡调控策略,在调节完成后,如果仍存在某相电压低于电压治理定值时,则继续执行电压调控策略。

8.基于多dfacts设备协调控制的台区电能质量治理系统,包括电容器组tsc、低压静止无功发生器svg以及智能换相开关,其特征在于,还包括:台区智能配变终端,所述台区智能配变终端用于:采集变压器低压侧包括母线三相电压和三相电流的测量数据;基于采集到的三相电流数据计算电流三相不平衡率,将电流三相不平衡率与预先设定的治理启动定值相比较,并且分别将母线三相电压与电压治理定值比较,台区智能配变终端根据比较结果执行以下治理方法:若电流三相不平衡率大于治理启动定值,且母线三相电压均不低于电压治理定值,则执行以电流三相不平衡率为控制目标的三相不平衡调控策略;若电流三相不平衡率不大于治理启动定值,但存在某相电压低于电压治理定值时,执行以电压为控制目标电压调控策略;若电流三相不平衡率大于治理启动定值,且存在某相电压u低于电压治理定值时,则采用结合三相不平衡调控策略和电压调控策略的综合协调控制策略。

9.根据权利要求8所述的基于多dfacts设备协调控制的台区电能质量治理系统,其特征在于,所述台区智能配变终端执行三相不平衡调控策略包括以下步骤具体包括以下步骤:

智能配变终端实时采集台区变压器低压侧的三相电流,按由大到小进行排序x、y、z,算出三相电流的平均值k,并求解出上偏差值δx=x-k,下偏差值:δz=z-k;

根据最大电流x所处相位,找出台区中所有同相位的开关,将具备换相条件的开关的编号及其对应的负荷电流存入数组中;

将数组中的负荷值按从大到小进行排序i1、i2.......in,并计算待切换负荷ik,ik=i1+i2+...ik;

根据同时满足下公式(2-1)和公式(2-2)确定出最少需投入的换相开关数k;

((δx-ik)>0)&&((δx-ik+1)<0)(2-1),

min(|δx-ik|,|δx-ik+1|)(2-2),

ik为数组中第k个开关对应的负荷电流;ik+1为数组中第k+1个开关对应的负荷电流;

按照(x-ik,y,z+ik)更新三相电流,采用以下公式(3)对换相后的电流三相不平衡率p’un进行预计算,

p’un=(i’max–i’min)/i’max(3),

其中i’max为更新三相电流后三相电流的最大值,i’min为更新三相电流后三相电流的最小值;

当p’un<pset时,允许执行换相操作,其中pset为预先设定的治理启动定值;

智能配变终端查询出负荷电流i1、i2...ik对应的换相开关编号,并远程通信控制换相开关将负荷切至电流z所在相位;

更新电流数据,重新计算电流三相不平衡率,等待下次调控。

10.根据权利要求8所述的基于多dfacts设备协调控制的台区电能质量治理系统,其特征在于,所述台区智能配变终端执行电压调控策略,具体步骤为:

计算待调控相限的电压降δv=vn-vcur,并根据该相当前无功-电压比例因子f,计算出该相需要补偿的无功缺额δq,表达式为:δq=δv*f;其中vn为待调控相限的电压额定值,vcur为待调控相限的电压当前值,

智能配变终端求解以下函数公式(4)得到n,n为预计需要投入的电容器组数,

n*qtsc<δq<(n+1)*qtsc(4),

其中qtsc为单台tsc的容量;

确定实际需要投入n+1组电容器,待n+1组电容器投入完成后,svg退出满功率补偿状态,转入自动补偿模式进行精调;

当实际需要投入的电容器组数n+1大于当前最大可投入电容器数ntsc时,智能配变终端遥控所有可投tsc投入补偿,同时svg也工作在满功率补偿模式。


技术总结
本发明公开了基于多DFACTS设备协调控制的台区电能质量治理方法和系统,当电流三相不平衡率大于治理启动定值,且母线三相电压均不低于电压治理定值,执行以电流三相不平衡率为控制目标的三相不平衡调控策略;当电流三相不平衡率不大于治理启动定值,但存在某相电压低于电压治理定值时,执行以电压为控制目标电压调控策略;当电流三相不平衡率大于治理启动定值,且存在某相电压U低于电压治理定值时,执行综合协调控制策略。本发明对电流三相不平衡率、电压质量和功率因数进行实时调控,解决了多DFACTS设备相互独立、调控速度慢、调控效果差的问题。

技术研发人员:胡国;黄峰;王小红;吴海;朱亚军;金鹏;周成;王辉;沈茜
受保护的技术使用者:国电南瑞科技股份有限公司;国电南瑞南京控制系统有限公司
技术研发日:2020.09.03
技术公布日:2020.12.29
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