一种用于光伏谐波的综合治理方法与流程

本发明涉及光伏谐波治理，具体涉及一种用于光伏谐波的综合治理方法。

背景技术：

1、谐波(harmonic wave)，从严格的意义来讲，谐波是指电流中所含有的频率为基波的整数倍的电量，一般是指对周期性的非正弦电量进行傅里叶级数分解，其余大于基波频率的电流产生的电量。从广义上讲，由于交流电网有效分量为工频单一频率，因此任何与工频频率不同的成分都可以称之为谐波。

2、在光伏发电系统中，谐波的主要来源包括三个，一是发电质量不高产生谐波；二是输配电系统产生的谐波；三是用电设备产生的谐波。其中用电设备产生的谐波最多。输配电系统中主要是电力变压器产生谐波，由于变电器铁芯的饱和，磁化曲线的非线形，加上设计变压器时考虑经济性，其工作磁密选择在磁化曲线的近饱和段上，这样就使得磁化电流呈尖顶波形，因而含有高次谐波。谐波的产生主要是来自下列具有非线性特性的电气设备：以具有强烈非线性特性的电弧为工作介质的设备，如：气体放电灯、交流弧焊机、炼钢电弧炉等，其中炼钢炉由于加热原料时燃烧不稳定，引起三相负荷不平衡，产生谐波电流。以电力电子元件为基础的开关电源设备，如：各种电力变流设备(整流器、逆变器、变频器)、相控调速和调压装置，大容量的电力晶闸管可控开关设备等，它们大量的用于化工、电气铁道，冶金，矿山等工矿企业以及各式各样的家用电器中。

3、现有的光伏谐波治理方法不够全面，多为对单个部分的谐波进行治理，治理效果不够好，极可能会影响光伏发电系统的设备和用电设备的正常运行，为此，提出一种用于光伏谐波的综合治理方法。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题在于：如何解决现有的光伏谐波治理方法不够全面，多为对单个部分的谐波进行治理，治理效果不够好，极可能会影响光伏发电系统的设备和用电设备的正常运行的问题，提供了一种用于光伏谐波的综合治理方法。

2、本发明是通过以下技术方案解决上述技术问题的，本发明包括以下步骤：

3、s1：光伏谐波检测

4、利用逆变器谐波监测模块、变压器谐波监测模块、用电设备谐波监测模块，分别对光伏发电系统中的逆变器、变压器产生的谐波电流以及光伏发电系统的用电设备上产生的谐波电流进行检测，获取谐波电流及电压数据，并将谐波电流及电压数据实时发送至综合处理器中；

5、s2：光伏谐波综合治理

6、通过综合处理器对逆变器谐波处理模块、变压器谐波处理模块、用电设备谐波处理模块的工作状态进行控制，实现光伏谐波综合治理。

7、更进一步地，在所述步骤s2中，通过综合处理器对逆变器谐波处理模块的工作状态进行控制的过程具体如下：

8、s201：综合处理器根据逆变器谐波检测单元获取的谐波电流数据，计算谐波电流是否达到第一设定阈值；

9、s202：达到设定阈值后控制高频pwm调制单元产生高频pwm调制信号，利用高频pwm调制信号对逆变器的各个开关管进行控制，使逆变器输出为高频等幅的pwm波。

10、更进一步地，在所述步骤s2中，通过综合处理器对变压器谐波处理模块的工作状态进行控制的过程具体如下：

11、s211：综合处理器根据变压器谐波检测单元获取的谐波电流数据，计算谐波电流是否达到第二设定阈值；

12、s212：达到设定阈值后通过第一继电器控制单元控制设定数量的第一交流滤波器单元接入电路，吸收变压器产生的谐波电流。

13、更进一步地，在所述步骤s2中，通过综合处理器对用电设备谐波处理模块的工作状态进行控制的过程具体如下：

14、s221：综合处理器根据用电设备谐波处理模块获取的谐波电压数据，计算谐波电压是否达到第一设定阈值；

15、s222达到设定阈值后通过第二继电器控制单元控制设定数量的第二交流滤波器单元接入电路，降低第一类用电设备的谐波电压，同时通过第三继电器控制单元控制设定数量的无功补偿装置接入电路，降低第二类用电设备的谐波电压。

16、更进一步地，所述综合治理方法利用综合治理系统进行光伏谐波的综合治理工作，所述综合治理系统包括：

17、逆变器谐波监测模块，用于对光伏发电系统中的逆变器产生的谐波电流进行检测，获取谐波电流数据；

18、逆变器谐波处理模块，用于通过高频pwm调制的方式，对光伏发电系统中的逆变器产生的谐波电流进行处理；

19、变压器谐波监测模块，用于对光伏发电系统中的变压器产生的谐波电流进行检测，获取谐波电流数据；

20、变压器谐波处理模块，用于通过安装交流滤波器的方式对光伏发电系统中的变压器产生的谐波电流进行处理；

21、用电设备谐波监测模块，用于对光伏发电系统的用电设备上产生的谐波电压进行检测，获取谐波电压数据；

22、用电设备谐波处理模块，用于通过安装交流滤波器、安装无功补偿装置、增加整流相数的方式对光伏发电系统的用电设备上产生的谐波电压进行处理；

23、综合处理器，用于根据逆变器谐波监测模块、变压器谐波监测模块、用电设备谐波监测模块的检测结果，分别控制逆变器谐波处理模块、变压器谐波处理模块、用电设备谐波处理模块的工作状态。

24、更进一步地，所述逆变器谐波监测模块包括逆变器谐波检测单元、第一无线传输单元、第一数据传输线；所述逆变器谐波检测单元安装在所述逆变器的机壳及内部，用于实时检测逆变器产生的谐波电流，获取谐波电流数据；所述第一无线传输单元用于将获取的谐波电流数据通过天线传输至综合处理器中；所述逆变器谐波检测单元、第一无线传输单元通过第一数据传输线实现有线传输，所述第一数据传输线为rs232/rs485通讯线；

25、所述变压器谐波监测模块包括变压器谐波检测单元、第二无线传输单元、第二数据传输线；所述变压器谐波检测单元安装在所述变压器的机壳及内部，用于实时检测变压器产生的谐波电流，获取谐波电流数据；所述第二无线传输单元用于将获取的谐波电流数据通过天线传输至综合处理器中；所述变压器谐波检测单元、第二无线传输单元通过第二数据传输线实现有线传输，所述第二数据传输线为rs232/rs485通讯线；

26、所述用电设备谐波监测模块包括用电设备谐波检测单元、第三无线传输单元、第三数据传输线；用电设备谐波检测单元安装在用电设备的机壳及内部，用于实时检测用电设备产生的谐波电压，获取谐波电压数据；所述第三无线传输单元用于将获取的谐波电压数据通过天线传输至综合处理器中；用电设备谐波检测单元、第三无线传输单元通过第三数据传输线实现有线传输，所述第三数据传输线为rs232/rs485通讯线。

27、更进一步地，所述逆变器谐波处理模块包括高频pwm调制单元、信号输出单元；所述高频pwm调制单元用于在所述综合处理器的控制下产生高频pwm调制信号，并将高频pwm调制信号发送至所述信号输出单元；所述信号输出单元用于接收高频pwm调制信号，并将高频pwm调制信号分别发送至逆变器的各个开关管上，进而对逆变电源的开关管进行高频pwm调制，使逆变器输出为高频等幅的pwm波。

28、更进一步地，所述变压器谐波处理模块包括多个第一交流滤波器单元、多个第一继电器控制单元；所述第一交流滤波器单元安装在变压器的设定距离内并接入电路，用于吸收变压器产生的谐波电流；所述第一继电器控制单元用于控制所述第一交流滤波器单元是否接入电路。

29、更进一步地，用电设备谐波处理模块包括多个第二交流滤波器单元、多个第二继电器控制单元、多个无功补偿装置、多个第三继电器控制单元；所述第二交流滤波器单元安装在第一类用电设备的设定距离内并接入电路，用于降低第一类用电设备的谐波电压，所述第二继电器控制单元用于控制第二交流滤波器单元是否接入电路，所述无功补偿装置安装在第二类用电设备的设定距离内并接入电路，用于降低第二类用电设备的谐波电压，所述第三继电器控制单元用于控制无功补偿装置是否接入电路。

30、更进一步地，所述第一无线传输单元、第二无线传输单元、第三无线传输单元均为gsm模块或gprs模块。

31、本发明相比现有技术具有以下优点：利用逆变器谐波监测模块、变压器谐波监测模块、用电设备谐波监测模块，分别对光伏发电系统中的逆变器、变压器产生的谐波电流以及光伏发电系统的用电设备上产生的谐波电流进行检测，获取谐波电流及电压数据，并将谐波电流及电压数据实时发送至综合处理器中，通过综合处理器对谐波处理模块、变压器谐波处理模块、用电设备谐波处理模块的工作状态，实现光伏谐波综合治理，能够实现全面的光伏谐波治理，获得更好的治理效果；并通过无线传输单元能够实现谐波检测数据的无线传输，使得综合处理器的布置位置更加灵活，便于满足不同的安装位置需求。