基于电子电力变压器的电能质量控制方法及系统与流程

本发明涉及数据记录装置，具体为基于电子电力变压器的电能质量控制方法及系统。

背景技术：

1、20世纪80年代以来，随着电力电子技术的发展，非线性电力电子设备和装置在电力系统得到了广泛应用，这些非线性负荷的大量出现，以及其他冲击性、波动性负荷的应用，使得近年来配电系统电能质量问题越来越突出这无论是对电力系统本身还是对用户都有一定的影响；产生附加的功率损耗，造成电能的浪费，降低配电系统供电能力；产生附加磁场，干扰电子设备，引起它们误动作；产生谐振现象，导致电气设备的电气性能破坏；造成保护装置的误动作，引起电力系统安全运行问题；造成系统无功不平衡，引起电网电压不稳定；而结合以上提出的配电系统在使用中的问题，现提出基于电子电力变压器的电能质量控制系统。

技术实现思路

1、本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本技术的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。

2、鉴于上述存在的问题，提出了本发明。

3、因此，本发明解决的技术问题是：非线性负荷的大量出现，以及其他冲击性、波动性负荷的应用，使得产生附加的功率损耗，造成电能的浪费，降低配电系统供电能力；产生附加磁场，干扰电子设备，引起它们误动作；产生谐振现象，导致电气设备的电气性能破坏；造成保护装置的误动作，引起电力系统安全运行问题。

4、为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：基于电子电力变压器的电能质量控制方法，包括：

5、根据ept配电系统配对电能质量调节器；通过ept配电系统的输入侧vsc和输出侧vsc协调制定电流控制方案以及电压控制方案；采用协调控制策略，通过自适应控制算法对电能质量调节器实现智能优化控制。

6、作为本发明所述的基于电子电力变压器的电能质量控制方法的一种优选方案，其中，所述配对电能质量调节器包括：通过高频变压器完成配电变压器的电气隔离和变压。

7、作为本发明所述的基于电子电力变压器的电能质量控制方法的一种优选方案，其中，所述电流控制方案包括：根据电网电压和电流信息，计算出待控电流的参考值，通过电流传感器获取实时电流值，根据电流控制策略对电流值实施监测。

8、作为本发明所述的基于电子电力变压器的电能质量控制方法的一种优选方案，其中，所述电压控制方案包括：根据需要的输出电压和当前电压信息，计算出电压误差，通过电压传感器获取实时的电压值，根据电压控制策略对电压值实时监测。

9、作为本发明所述的基于电子电力变压器的电能质量控制方法的一种优选方案，其中，所述协调控制策略包括：输入侧vsc通过预测模型预测出下一个采样周期内电网的电压和电流；输出侧vsc通过预测模型预测出下一个采样周期内输出端的电压和电流；输入侧vsc将预测结果发送到输出侧vsc；输出侧vsc计算出相应的电压或电流控制信号，并将其发送到输入侧vsc。

10、作为本发明所述的基于电子电力变压器的电能质量控制方法的一种优选方案，其中，所述智能优化控制包括：对电网电压实施电压控制策略，预设电网电压警戒区间为209v-231v，当触发报警提示，则判定电网电压不处于警戒区间内，若高于警戒值231v，则调节变压器档位，通过降低比例系数从而降低发电机输出电压，同时开启并联电容器，若低于警戒值209v，则通过增加比例系数以及增加输入电压同时检查主变压器以及线路连接处，若电网电压处于设定值，则判断电流情况；对电网电流实施电流控制策略，当电网电压处于设定值，则判定电网电流未处于设定值10a，若电网电流超过设定值10a，则增加配电变压器的容量，降低负载电流、改变电路拓扑结构，若电网电流低于设定值10a，则调整电流计数值，并且检查线路接触不良、负载过轻以及开路，通过pid控制器，根据反馈信号动态调整输出电流，若电流处于设定范围10a，则判断功率因数；对电网功率实施功率控制策略，若功率因数低于设定范围0.9-1.0，则通过增加功率控制的比例系数，从而扩大输出功率，同时安装无功补偿装定以及调整负载特性，若功率因数高于设定范围，则降低电压等级、增加负载，使用补偿定容器以及设置功率因数控制装置，若功率因数处于设定值，则检查谐波畸变率，若谐波畸变率大于设定值5％，则检查负载情况，若谐波畸变率小于设定值则不需要进行处理。

11、作为本发明所述的基于电子电力变压器的电能质量控制方法的一种优选方案，所述电压控制策略表示为：

12、

13、其中，t0表示输出电压，ti表示输入电压，k表示为比例系数，表示为电流变化率。

14、所述电流控制策略表示为：

15、u(t)＝kp*e(t)+ki*∫e(t)dt+kd*de(t)/dt

16、其中，u(t)是控制输出，e(t)是误差信号，kp，ki，kd分别是比例、积分、微分增益系数。

17、所述功率控制策略表示为：

18、

19、其中，pset，i表示设定的输出功率，α，β分别表示电压控制与功率控制的增益系数，ti(t)表示时刻t的电网节点电压，tset，i表示设定的电压值，表示为时刻t的电网节点电压变化率。

20、所述自适应控制算法表示为：

21、k(t+1)＝k(t)+γe(t)ti(t)

22、α(t+1)＝α(t)+γe(t)ti(t)

23、)

24、其中，k(t)表示时刻t的比例系数，γ表示学习率，e(t)表示输出电压与设定电压之间的误差，ti(t)表示时刻t的输入电压，γ表示学习率，e(t)表示输出功率与设定功率之间的误差，ti(t)和分别表示时刻t的电网节点电压和电压变化率。

25、本发明的另外一个目的是提供基于电子电力变压器的电能质量控制系统，其能通过设置安装用的基板以及在基板上设置限位组件便于更好的对无纸记录仪进行快速安装，同时通过可切换的安装部便于使装置安装在外部不同环境下，增加了设备的安装范围，提高了设备的适用性，解决了传统非线性负荷的大量出现，以及其他冲击性、波动性负荷的应用，使得产生附加的功率损耗，造成电能的浪费，降低配电系统供电能力。

26、作为本发明所述基于电子电力变压器的电能质量控制系统的一种优选方案，其中：包括，电子电力变压器模块、监测模块、控制模块、通信模块、数据存储模块以及界面模块；所述电子电力变压器模块通过调节电压、频率和相位来保证电力系统的稳定性和可靠性，同时也可以对电力系统中的谐波进行滤除，提高电能质量；所述监测模块用于监测电力系统中的各种电能质量问题；所述控制模块用于实时控制电子电力变压器的输出；所述通信模块用于将电力系统中的数据传输到外部系统或从外部系统接收指令；所述数据存储模块用于存储电力系统中的各种数据；所述界面模块用于人机交互，让用户可以方便地监测电力系统中的各种信息以及调整控制参数。

27、一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上所述基于电子电力变压器的电能质量控制方法的步骤。

28、一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如上所述基于电子电力变压器的电能质量控制方法的步骤。

29、本发明的有益效果：本发明提供的基于电子电力变压器的电能质量控制方法，既不需要检测出电网电压的扰动，也不必检测出负荷的谐波，可以直接控制注入到电网的电流，可以为电网提供无功功率，并且可以直接控制负荷的供电电压，可以灵活地为负荷提供各种定制电源。