一种基于正交型可控电抗器的可调滤波方法及装置与流程

本发明涉及电力设备，特别涉及一种基于正交型可控电抗器的可调滤波方法及装置。

背景技术：

1、电网中谐波含有率的多少、电压的偏差等直接反映了该电力系统电能的质量情况，谐波及无功功率对电力系统的危害极大，使电网功率因数降低，产生高次谐波，电压波形畸变，电压波动，闪变和三相不平衡，造成电能质量下降，网络损耗增加等不良影响。为了保障电网中各系统、电力设备的稳定运行，在谐波含量超标的电网中往往需要对其进行电能质量的治理，其中就包括谐波滤除以及无功补偿。

2、目前工程中常用的谐波滤除的方式主要为采用单调谐滤波器、二阶或三阶滤波器、高通或低通滤波器、带通滤波器，现有的滤波器滤除的谐波频次主要对某特定频率(工频的整数倍)的滤波进行滤除，一台滤波设备难以对不同频率的谐波以及频率连续变化的谐波(间谐波)实现滤除。

技术实现思路

1、为了解决上述技术问题，本发明提出一种基于正交型可控电抗器的可调滤波方法及装置，该方法及装置能跟随电网中的谐波频次自行调整该滤波支路的谐振频率，从而实现可调滤波的功能，同时还可以作为可调无功补偿装置对系统进行无功补偿。具体技术方案如下：

2、一种基于正交型可控电抗器的可调滤波方法，该方法的具体步骤如下：

3、s1、通过设置在电网系统中的电气数据采集设备实时采集监测点的各电气量参数并上传至主控制系统；

4、s2、主控制系统的分析运算模块对所采集的电气量参数进行分析，根据分析结果选择需要执行的运行模式，运行模式包括谐波滤除模式和无功补偿模式，当选择运行谐波滤除模式时，继续执行步骤s3，当选择运行无功补偿模式时，则执行步骤s4；

5、s3、根据分析运算模块对电流、电压谐波的分析计算结果，给出对应工况下谐波滤除支路所需调整的电抗值及调整的方式，同时输出至直流控制系统，直流控制系统调整直流输出作用于正交型可控电抗器，通过闭环的检测和调整完成电感值的调整；

6、s4、根据分析运算模块对有功功率、无功功率、功率因数的分析计算结果，给出对应工况下无功补偿支路所需调整的电抗值及调整的方式，同时输出至直流控制系统，直流控制系统调整直流输出作用于正交型可控电抗器，通过闭环的检测和调整完成电感值的调整。

7、进一步的，步骤s1中的电气量参数包括电流i、电压u、有功功率p、无功功率q、功率因素cosφ中至少之一。

8、进一步的，步骤s2中对所采集的电气量参数进行分析包括进行有功无功平衡分析、电压电流的畸变率分析、功率因素检测中至少之一。

9、进一步的，步骤s2中根据分析结果选择需要执行的运行模式是当电网中的谐波含量超标、功率因数没有问题时，选择运行谐波滤除的模式，当电网中的谐波含量正常，功率因数偏低，就选择运行无功补偿的模式，当同时出现谐波含量超标、功率因数偏低时，根据实际需求设置运行模式的主从关系，亦可手动控制运行模式可手动控制运行模式，设置好主从关系。

10、同时，本发明还提供了一种基于正交型可控电抗器的可调滤波装置，用于实现上述基于正交型可控电抗器的可调滤波方法，该装置包括设置在电网中正母线和负母线上的电气数据采集终端，以及与其输出端连接的主控制系统、与主控制系统的输出端连接的直流控制系统、与直流控制系统的输出端连接并设置在负母线上的正交型可控电抗器、与正交型可控电抗器串联并接地的电容器，其中正交型可控电抗器也与所述主控制系统连接。

11、进一步的，电气数据采集终端用于采集电网中各监测点的各电气量参数。

12、进一步的，主控制系统用于对所采集的电气量参数进行分析计算，同时还用于监测所述正交型可控电抗器的电抗值及运行模式。

13、进一步的，直流控制系统用于根据所述主控制系统的电气量参数分析计算结果调整直流电流的输出大小，从而使得所述正交型可控电抗器的电感值可调。

14、进一步的，正交型可控电抗器与所述电容器组合接入电路中，在所需要的频率段内能在任何频率点均可调谐，以实现频率可调进行谐波滤除，同时通过调节电感值对电网进行容性或者感性的无功补偿。

15、进一步的，正交型可控电抗器的结构为十字型或丰字型。

16、本发明所采用的上述技术方案，通过将电感值可调的正交型可控电抗器与电容器组合接入电网电路中，能跟随电网系统中谐波频次自行调整滤波支路的谐振频率，从而实现可调滤波，同时可对电网系统进行无功补偿，降低系统的电压波动，提高功率因数，提高设备利用效率，节省投资。

技术特征：

1.一种基于正交型可控电抗器的可调滤波方法，该方法的具体步骤如下：

2.根据权利要求1所述的基于正交型可控电抗器的可调滤波方法，其特征在于：步骤s1中所述的电气量参数包括电流i、电压u、有功功率p、无功功率q、功率因素cosφ中至少之一。

3.根据权利要求1所述的基于正交型可控电抗器的可调滤波方法，其特征在于：步骤s2中所述对所采集的电气量参数进行分析包括进行有功无功平衡分析、电压电流的畸变率分析、功率因素检测中至少之一。

4.根据权利要求1所述的基于正交型可控电抗器的可调滤波方法，其特征在于：步骤s2中所述根据分析结果选择需要执行的运行模式是当电网中的谐波含量超标、功率因数没有问题时，选择运行谐波滤除的模式，当电网中的谐波含量正常，功率因数偏低，就选择运行无功补偿的模式，当同时出现谐波含量超标、功率因数偏低时，根据实际需求设置运行模式的主从关系，亦可手动控制运行模式。

5.一种基于正交型可控电抗器的可调滤波装置，用于实现权利要求1-4任一项所述的方法，其特征在于：该装置包括设置在电网中正母线和负母线上的电气数据采集终端，以及与其输出端连接的主控制系统、与主控制系统的输出端连接的直流控制系统、与直流控制系统的输出端连接并设置在负母线上的正交型可控电抗器、与正交型可控电抗器串联并接地的电容器，所述正交型可控电抗器也与所述主控制系统连接。

6.根据权利要求5所述的基于正交型可控电抗器的可调滤波装置，其特征在于：所述电气数据采集终端用于采集电网中各监测点的各电气量参数。

7.根据权利要求5所述的基于正交型可控电抗器的可调滤波装置，其特征在于：所述主控制系统用于对所采集的电气量参数进行分析计算，同时还用于监测所述正交型可控电抗器的电抗值及运行模式。

8.根据权利要求5所述的基于正交型可控电抗器的可调滤波装置，其特征在于：所述直流控制系统用于根据所述主控制系统的电气量参数分析计算结果调整直流电流的输出大小，从而使得所述正交型可控电抗器的电感值可调。

9.根据权利要求5所述的基于正交型可控电抗器的可调滤波装置，其特征在于：所述正交型可控电抗器与所述电容器组合接入电路中，在所需要的频率段内能在任何频率点均可调谐，以实现频率可调进行谐波滤除，同时通过调节电感值对电网进行容性或者感性的无功补偿。

10.根据权利要求5或9所述的基于正交型可控电抗器的可调滤波装置，其特征在于：所述正交型可控电抗器的结构为十字型或丰字型。

技术总结
本发明提出一种基于正交型可控电抗器的可调滤波方法及装置，该方法及装置将正交型可控电抗器与电容器组合接入电网系统的电路中，使得其在所需要的频率段内能在任何频率点均可调谐以实现频率可调进行谐波滤除，同时通过调节可控电抗器的电感值对电网系统进行容性或感性的无功补偿，使得电网系统所需无功Q<subgt;s</subgt;＝Q<subgt;负载</subgt;+Q<subgt;L</subgt;‑Q<subgt;C</subgt;为恒定值，降低系统的电压波动，提高功率因数，提高设备利用效率。

技术研发人员：郝炜,柯焰明,张亚伟,柯广,何雄峰,殷洪顺,王子龙
受保护的技术使用者：中冶南方都市环保工程技术股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15