一种中压供电质量综合提升装置的并网运行控制方法与流程

1.本发明属于电力系统输配电技术领域，更具体地，涉及一种中压供电质量综合提升装置的并网运行控制方法。


背景技术：

2.以微电子、生物医药、精密制造、数据中心等为典型代表的高敏感用户具有经济产值高、示范效应强等特点，是服务国民经济发展的重要力量。但高敏感用户的用电设备也对电能质量和供电可靠性提出了更高的要求，短暂的电能质量问题可能会导致巨大的经济损失，造成严重的社会影响。同时，国内高新技术厂商的快速增多，也使得供电质量提升技术发展和产业需求呈现出由单一、分散、低压向综合、集中、中高压演进的趋势，高敏感用户对供电质量的集中综合提升需求日趋强烈，市场规模日益扩大。因此，针对中压大容量供电质量综合提升装置关键技术的研究与开发意义重大，已成为行业关注的热点问题。
3.市面上虽存在一些可用于改善电网侧电能质量的成熟技术，如有源电力滤波器(apf)、静止无功补偿器(svc)、静止无功发生器(svg)、动态电压补偿器(dvr)，其中，apf用于抑制电网谐波，svc与svg用于补偿电网无功功率，减少电网电压的跌落和闪变，dvr用于补偿电网电压暂降。上述装置的功能都较为单一，因此，若要实现多种电能质量问题的综合有效处理，则需要同时投入多种装置，这不仅会增加设备的成本，还将面临着不同装置间耦合带来的控制策略复杂和运行效果减弱等问题。
4.为有效解决上述多种装置联合治理方案的缺陷，面向电网侧电能质量问题保证负载侧高质量供电的技术路线得到了广泛的关注与研究。基于柴油动态旋转不间断电源的拓扑结构和静态变换器，abb公司的nick elliott与robert turner在文献《a new ups topology for multi-megawatt medium voltage power protection》中提出了一种阻抗隔离型ups，实现了较高的工作性能与效率。但阻抗隔离型ups拓扑中的升压变压器使得设备的占地体积较大，且设备低压侧变流器中数值较大的运行电流也对滤波电路和控制器的设计都提出了更高的要求。此外，abb公司的阻抗隔离型ups是通过对电池簇进行串并联来实现其高电压与大容量，这使得设备的故障检修都较为困难，且难以实现容量的扩充。
[0005]“一种中压供电质量综合调节系统”专利(公开号cn112531711a)中提出了一种新型中压供电质量综合提升装置，其采用功率单元级联模块的方式实现了将变换器直挂于中压供电系统，有效地解决了abb公司阻抗隔离型ups的缺陷，实现了电网多种电能质量事件的综合有效治理。专利中虽然提出了中压供电质量综合提升装置的基本拓扑，但并未对装置处于并网运行时电能质量调节的控制方法进行研究与阐述。


技术实现要素：

[0006]
本发明的目的就是为了克服上述技术的不足之处，提供一种中压供电质量综合提升装置的并网运行控制方法，基于本发明的控制方法，装置能够有效应对并网运行时的多种电能质量事件，实现负载供电质量的综合提升，满足高敏感用户对于供电可靠性需求。
[0007]
本发明的目的是通过以下技术措施实现的。
[0008]
一种中压供电质量综合提升装置的并网运行控制方法，包含以下步骤：
[0009]
(1)功率控制：
[0010]
(1-1)采集中压供电质量综合提升装置中电网注入有功功率pg、负载吸收有功功率p
l
和变流器吸收有功功率指令值p
bat
，其中p
bat
用于控制中压供电质量综合提升装置中储能系统的充电功率；
[0011]
(1-2)将负载吸收有功功率p
l
与变流器吸收有功功率指令值p
bat
相加后得到负载和变流器总吸收有功功率p
t
；
[0012]
(1-3)对电网注入有功功率pg与负载和变流器总吸收有功功率p
t
做差得到有功功率实际差值δp；
[0013]
(1-4)将有功功率实际差值δp输入到控制器a中，得到电网电压与负载电压的相角差理论参考值δ
ref1
，电网电压与负载电压的相角差理论参考值δ
ref1
通过限幅环节后得到电网电压与负载电压的相角差参考值δ
ref
；其中，控制器a为比例控制器、比例积分控制器、比例积分微分控制器、比例微分控制器、比例谐振控制器、无差拍控制器、或滞环控制器；
[0014]
(2)频率控制：
[0015]
(2-1)采集中压供电质量综合提升装置中电网电压与负载电压的相角差实际值δ和电网电压角频率wg；
[0016]
(2-2)对功率控制回路输出的电网电压与负载电压的相角差参考值δ
ref
和电网电压与负载电压的相角差实际值δ做差得到相角差实际差值δδ；
[0017]
(2-3)将相角差实际差值δδ输入到控制器b中，得到负载电压与电网电压的角频率偏差参考值δw
ref
，其中，控制器b为比例控制器、比例积分控制器、比例积分微分控制器、比例微分控制器、比例谐振控制器、无差拍控制器、或滞环控制器；
[0018]
(2-4)将负载电压与电网电压的角频率偏差参考值δw
ref
与电网电压角频率wg相加后再通过一个角频率限幅环节后得到负载电压角频率参考值w
ref
，然后将w
ref
输入到积分控制器中得到负载电压相角参考值θ
ref
；
[0019]
(3)电压控制：
[0020]
(3-1)采取电压外环和电流内环的双环控制，实时采取装置中负载三相电压u
l
与变流器输出三相电流ic；
[0021]
(3-2)分别对负载三相电压u
l
、变流器输出三相电流ic做派克变换，派克变换旋转角为负载电压相角参考值θ
ref
，得到负载三相电压u
l
的d轴分量u
ld
与q轴分量u
lq
、变流器输出三相电流ic的d轴分量i
cd
与q轴分量i
cq
；
[0022]
(3-3)对负载三相电压d轴分量参考值u
ldref
与负载三相电压u
l
的d轴分量u
ld
做差后输入到控制器c中，得到电压外环生成的变流器输出三相电流d轴分量参考值i
cdref1
，其中，控制器c为比例控制器、比例积分控制器、比例积分微分控制器、比例微分控制器、比例谐振控制器、无差拍控制器、或滞环控制器；
[0023]
(3-4)对负载三相电压q轴分量参考值u
lqref
与负载三相电压u
l
的q轴分量u
lq
做差后输入到控制器d中，得到电压外环生成的变流器输出三相电流q轴分量参考值i
cqref1
，其中，控制器d为比例控制器、比例积分控制器、比例积分微分控制器、比例微分控制器、比例谐振控制器、无差拍控制器、或滞环控制器；
[0024]
(3-5)将电压外环生成的变流器输出三相电流d轴分量参考值i
cdref1
、变流器前馈电流d轴分量i
cdref2
、电网电压补偿电流d轴分量i
cdref3
相加得到变流器输出三相电流d轴分量理论参考值i
cdref4
；
[0025]
(3-6)将电压外环生成的变流器输出三相电流q轴分量参考值i
cqref1
、变流器前馈电流q轴分量i
cqref2
、电网电压补偿电流q轴分量i
cqref3
相加得到变流器输出三相电流q轴分量理论参考值i
cqref4
；
[0026]
(3-7)将变流器输出三相电流d轴与q轴分量理论参考值i
cdref4
与i
cqref4
相加后输入到电流限幅控制器后得到变流器输出三相电流d与q轴分量参考值i
cdref
与i
cqref
；
[0027]
(3-8)将变流器输出三相电流d轴分量参考值i
cdref
与变流器输出三相电流ic的d轴分量i
cd
做差输入到控制器e中，得到d轴电流跟踪变流器输出三相电压uc的d轴分量参考值u
cdref1
，其中，控制器e为比例控制器、比例积分控制器、比例积分微分控制器、比例微分控制器、比例谐振控制器、无差拍控制器、或滞环控制器；
[0028]
(3-9)将变流器输出三相电流q轴分量参考值i
cqref
与变流器输出三相电流ic的q轴分量i
cq
做差后输入到控制器f中，得到q轴电流跟踪变流器输出三相电压uc的q轴分量参考值u
cqref1
，其中，控制器f为比例控制器、比例积分控制器、比例积分微分控制器、比例微分控制器、比例谐振控制器、无差拍控制器、或滞环控制器；
[0029]
(3-10)将负载三相电压u
l
的d轴分量u
ld
、d轴电流跟踪变流器输出三相电压uc的d轴分量参考值u
cdref1
、变流器输出三相电流q轴分量i
cq
的d轴电压前馈值-wli
cq
相加后得到变流器输出三相电压uc的d轴分量理论参考值u
cdref2
；
[0030]
(3-11)将负载三相电压u
l
的q轴分量u
lq
、q轴电流跟踪变流器输出三相电压uc的q轴分量参考值u
cqref1
、变流器输出三相电流d轴分量i
cd
的q轴电压前馈值wli
cd
相加后得到变流器输出三相电压uc的q轴分量理论参考值u
cqref2
；
[0031]
(3-12)将变流器输出三相电压uc的d轴与q轴分量理论参考值u
cdref2
与u
cqref2
输入到电压限幅控制器后得到变流器输出三相电压uc的d轴与q轴分量参考值u
cdref
与u
cqref
；
[0032]
(3-13)对变流器输出三相电压uc的d轴与q轴分量参考值u
cdref
与u
cqref
做反派克变换得到变流器输出三相电压uc在abc静止坐标系下的参考电压u
ca
、u
cb
与u
cc
。
[0033]
在上述技术方案中，功率控制中负载和变流器总吸收有功功率p
t
通过低通滤波器(low pass filter,lpf)得到负载和变流器总吸收有功功率的低通滤波值p
lpf
，然后再对电网注入有功功率pg与负载和变流器总吸收有功功率的低通滤波值p
lpf
做差得到有功功率实际差值δp。
[0034]
在上述技术方案中，所述功率控制中的相角差限幅环节包含上限δ
max
与下限δ
min
，上限δ
max
与下限δ
min
均由相角差限幅器得到，其中，相角差上限δ
max
取值为δ
max1
与功率传输限定的相角差上限δ
max2
间的较小值，δ
max1
等于实际相角差δ加20度，相角差下限δ
min
取值为δ
min1
与功率传输限定的相角差下限δ
min2
间的较大值，δ
min1
等于实际相角差δ减20度。
[0035]
在上述技术方案中，所述频率控制中角频率限幅环节包含上限w
max
与下限w
min
，上限w
max
取值为角频率w瞬时值的限定上限w
max1
与固定测试时间窗口内平均值的限定上限w
max2
间的较小值，下限w
min
取值为角频率w瞬时值的限定下限w
min1
与固定测试时间窗口内平均值的限定下限w
min2
间的较大值。
[0036]
在上述技术方案中，所述电压控制中的负载三相电压的d轴分量参考值u
ldref
在满
足负载端电能质量要求的条件下可以跟随电网电压幅值，所述电压控制回路中的负载三相电压的q轴分量参考值u
lqref
取值为零。
[0037]
在上述技术方案中，所述电压控制中的变流器前馈电流d轴分量i
cdref2
等于实际变流器输出三相电流的d轴分量i
cd
与比例系数k
ffd
的乘积，所述电压控制回路中的变流器前馈电流q轴分量i
cqref2
等于实际变流器输出三相电流的q轴分量i
cq
与比例系数k
ffq
的乘积。
[0038]
在上述技术方案中，所述电压控制中的电网电压补偿电流d轴分量i
cdref3
等于电网电压额定有效值u
gn
与电网电压实际有效值ug的差值乘以比例系数k
gd
，所述电压控制回路中的电网电压补偿电流q轴分量i
cqref3
等于电网电压额定有效值u
gn
与电网电压实际有效值ug的差值乘以比例系数k
gq
。
[0039]
在上述技术方案中，所述电压控制中的电流限幅环节包含上限i
cmax
与下限i
cmin
，上限i
cmax
与下限i
cmin
互为相反数，绝对值等于i
clim
，i
clim
数值由变流器最大允许运行电流决定。
[0040]
在上述技术方案中，所述电压控制中的电压限幅环节包含上限u
cmax
与下限u
cmin
，上限u
cmax
数值由变流器最大允许输出电压决定，下限u
cmin
数值不低于零，可根据装置的运行需求进行调整。
[0041]
总体而言，通过采用本发明所构思的以上技术方案，能够取得下列有益效果：
[0042]
(1)中压供电质量综合提升装置的并网运行控制方法中包含功率、频率、电压三大控制回路，实现了对装置中负载电压幅值与相角的独立快速有效控制，且电网注入有功功率能够很好地跟踪负载有功功率，满足了装置并网运行电能质量调节的需求。
[0043]
(2)中压供电质量综合提升装置的并网运行控制方法中充分考虑了电网电压电能质量事件和负载突变对装置运行控制效果的影响，在频率控制回路中增加了低通滤波器，在电压控制回路中增加了变流器前馈电流与电网电压补偿电流控制变量，进而实现了对装置并网运行时多种扰动工况的快速有效处理，增强了负载侧高敏感用户的供电可靠性。
附图说明
[0044]
图1是“一种中压供电质量综合调节系统”专利(公开号cn112531711a)中提出的中压供电质量综合提升装置的一种典型拓扑示意图，装置工作于并网运行电能质量调节模式时开关cb2与cb3闭合，cb1断开；
[0045]
图2是本发明装置并网运行控制方法中的功率控制策略框图；
[0046]
图3是本发明装置并网运行控制方法中加入低通滤波器(lpf)后的功率控制策略框图；
[0047]
图4是本发明装置并网运行控制方法中的频率控制策略框图；
[0048]
图5是本发明装置并网运行控制方法中的电压控制策略框图；
[0049]
图6是本发明中实施例负载功率突变工况的仿真结果；
[0050]
图7是本发明中实施例电网电压暂降工况的仿真结果；
[0051]
图8是本发明中实施例电网电压波动与闪变工况的仿真结果。
具体实施方式
[0052]
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对
本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
[0053]
本发明提出了一种适用于中压供电质量综合提升装置的并网运行控制方法，其包含功率、频率、电压三大控制回路，实现了对装置中负载电压幅值与相角的独立快速有效控制。
[0054]
图1中给出了“一种中压供电质量综合调节系统”专利(公开号cn112531711a)中提出的中压供电质量综合提升装置的一种典型拓扑示意图，正常运行时开关cb2与cb3闭合，cb1断开，装置工作于并网运行电能质量调节模式，系统通过快速控制变流器实现电网发生电能质量事件以及负载突变时负载端电压电能质量满足要求。
[0055]
图2、图4与图5中分别给出了装置并网运行控制方法中的功率控制策略框图、频率控制策略框图与电压控制策略框图，图3中给出了加入低通滤波器(lpf)后的功率控制策略框图。基于功率、频率、电压三种控制回路的协同运行，装置能够实现对多种电能质量事件的综合治理，满足负载侧高敏感用户对于供电质量的要求，下面对功率、频率、电压控制回路进行详细阐述。
[0056]
功率控制回路中实时采集装置中电网注入有功功率pg、负载吸收有功功率p
l
和变流器吸收有功功率指令值p
bat
(其中p
bat
用于控制中压供电质量综合提升装置中储能系统的充电功率，实现对装置储能系统的充放电)，正常运行时装置储能系统存储的能量在允许范围时，变流器吸收有功功率指令值p
bat
一般为零。根据交流功率传输理论可知，电网注入有功功率pg满足因此，电网注入有功功率pg若要快速跟踪负载吸收有功功率p
l
的波动，满足功率输出响应速度要求，则电网电压与负载电压的相角差需要频繁变化，这样会劣化负载侧频率偏差特性。为避免此缺点，可以将负载和变流器总吸收有功功率p
t
通过低通滤波器(low pass filter,lpf)得到负载和变流器总吸收有功功率的低通滤波值p
lpf
，然后再对电网注入有功功率pg与负载和变流器总吸收有功功率的低通滤波值p
lpf
做差得到有功功率实际差值δp，负载吸收有功功率p
l
的快速波动由变流器吸收。然后将有功功率实际差值δp输入到比例积分控制器中得到电网电压与负载电压的相角差理论参考值δ
ref1
，电网电压与负载电压的相角差理论参考值δ
ref1
通过相角差限幅环节后得到电网电压与负载电压的相角差参考值δ
ref
。相角差限幅环节包含上限δ
max
与下限δ
min
，上限δ
max
与下限δ
min
均由相角差限幅器得到，其中，相角差上限δ
max
取值为δ
max1
与功率传输限定的相角差上限δ
max2
间的较小值，δ
max1
等于实际相角差δ加20度，相角差下限δ
min
取值为δ
min1
与功率传输限定的相角差下限δ
min2
间的较大值，δ
min1
等于实际相角差δ减20度。
[0057]
频率控制回路中实时采集装置中电网电压与负载电压的相角差实际值δ和电网电压角频率wg，然后对电网电压与负载电压的相角差参考值δ
ref
和功率控制回路输出的电网电压与负载电压的相角差实际值δ做差得到相角差实际差值δδ，然后将相角差实际差值δδ输入到比例积分控制器中得到负载电压与电网电压角频率偏差参考值δw
ref
，然后将负载电压与电网电压角频率偏差参考值δw
ref
与电网电压角频率wg相加后再通过一个角频率限幅环节后得到负载电压角频率参考值w
ref
，然后将输入到积分控制器中得到负载电压相角参考值θ
ref
。角频率限幅环节包含上限w
max
与下限w
min
，上限w
max
取值为角频率w瞬时值的限定
上限w
max1
与固定测试时间窗口内平均值的限定上限w
max2
间的较小值，下限w
min
取值为角频率w瞬时值的限定下限w
min1
与固定测试时间窗口内平均值的限定下限w
min2
间的较大值。
[0058]
电压控制环路采取电压外环和电流内环的双环控制，实时采取装置中负载三相电压u
l
与变流器输出三相电流ic，然后分别对负载三相电压u
l
、变流器输出三相电流ic做派克变换(dq变换，旋转角为负载电压相角参考值θ
ref
)得到负载三相电压u
l
的d轴分量u
ld
与q轴分量u
lq
、变流器输出三相电流ic的d轴分量i
cd
与q轴分量i
cq
。派克变换公式如下：
[0059][0060]
负载三相电压的d轴分量参考值u
ldref
在满足负载端电能质量要求的条件下可以跟随电网电压幅值，负载三相电压的q轴分量参考值u
lqref
取值一般为零。然后对负载三相电压d轴参考值u
ldref
与负载三相电压u
l
的d轴分量u
ld
做差后输入到比例积分控制器后得到电压外环生成的变流器输出三相电流d轴分量参考值i
cdref1
，然后对负载三相电压q轴参考值u
lqref
与负载三相电压u
l
的q轴分量u
lq
做差后输入到比例积分控制器后得到电压外环生成的变流器输出三相电流q轴分量参考值i
cqref1
。
[0061]
当负荷突变或电网电压波动时，变流器输出电流(功率)将会快速变化，若不附加控制，装置中负载电压可能会发生较大幅度波动，难以满足高敏感用户对供电质量的要求。为此，结合瞬时功率理论，在电流内环控制器前增加了变流器前馈电流支路，将实际变流器输出三相电流的d轴分量i
cd
与比例系数k
ffd
相乘，得到变流器前馈电流d轴分量i
cdref2
(i
cdref2
＝k
ffd
*i
cd
)，将实际变流器输出三相电流的q轴分量i
cq
与比例系数k
ffq
相乘得到变流器前馈电流q轴分量i
cqref2
(i
cqref2
＝k
ffq
*i
cq
)。
[0062]
当电网电压发生骤降或骤升时，变流器输出电流(功率)将会发生大幅度变化。电网电压骤降时，变流器输出有功功率与无功功率均增多。电网电压骤升时，变流器输出有功功率与无功功率均降低，可能变为负值。若不附加控制，装置中负载电压可能会发生较大幅度波动，难以满足高敏感用户对供电质量的要求。为此，结合瞬时功率理论，在电流内环控制器前增加了电网电压补偿电流支路，将电网电压额定有效值u
gn
与电网电压实际有效值ug的差值与比例系数k
gd
相乘，得到电网电压补偿电流d轴分量i
cdref3
(i
cdref3
＝(u
gn-ug)*k
gd
)，将电网电压额定有效值u
gn
与电网电压实际有效值ug的差值与比例系数k
gq
相乘，得到电网电压补偿电流q轴分量i
cqref3
(i
cqref3
＝(u
gn-ug)*k
gq
)。
[0063]
然后将电压外环生成的变流器输出三相电流d轴分量参考值i
cdref1
、变流器前馈电流d轴分量i
cdref2
、电网电压补偿电流d轴分量i
cdref3
相加得到变流器输出三相电流d轴分量理论参考值i
cdref4
,然后将电压外环生成的变流器输出三相电流q轴分量参考值i
cqref1
、变流器前馈电流q轴分量i
cqref2
、电网电压补偿电流q轴分量i
cqref3
相加得到变流器输出三相电流q轴分量理论参考值i
cqref4
，然后将变流器输出三相电流d轴与q轴分量理论参考值i
cdref4
与i
cqref4
相加后输入到电流限幅控制器后得到变流器输出三相电流d与q轴分量参考值i
cdref
与i
cqref
，电流限幅环节包含上限i
cmax
与下限i
cmin
。上限i
cmax
与下限i
cmin
互为相反数，绝对值等于i
clim
，i
clim
数值由变流器最大允许运行电流决定。
[0064]
然后将变流器输出三相电流d轴分量参考值i
cdref
与变流器输出三相电流ic的d轴
分量i
cd
做差输入到比例积分控制器，得到d轴电流跟踪变流器输出三相电压uc的d轴分量参考值u
cdref1
，然后对变流器输出三相电流q轴分量参考值i
cqref
与变流器输出三相电流ic的q轴分量i
cq
做差后输入到比例积分控制器，得到q轴电流跟踪变流器输出三相电压uc的q轴分量参考值u
cqref1
，然后将负载三相电压u
l
的d轴分量u
ld
、d轴电流跟踪变流器输出三相电压uc的d轴分量参考值u
cdref1
、变流器输出三相电流q轴分量i
cq
的d轴电压前馈值-wli
cq
相加后得到变流器输出三相电压uc的d轴分量理论参考值u
cdref2
，然后将负载三相电压u
l
的q轴分量u
lq
、q轴电流跟踪变流器输出三相电压uc的q轴分量参考值u
cqref1
、变流器输出三相电流d轴分量i
cd
的q轴电压前馈值wli
cd
相加后得到变流器输出三相电压uc的q轴分量理论参考值u
cqref2
，然后将变流器输出三相电压uc的d轴与q轴分量理论参考值u
cdref2
与u
cqref2
输入到电压限幅控制器后得到变流器输出三相电压uc的d轴与q轴分量参考值u
cdref
与u
cqref
，电压限幅环节包含上限u
cmax
与下限u
cmin
。上限u
cmax
数值由变流器最大允许输出电压决定，下限u
cmin
数值不低于零，可根据装置的运行需求进行调整。
[0065]
然后对变流器输出三相电压uc的d轴与q轴分量参考值u
cdref
与u
cqref
做派克反变换得到变流器输出三相电压uc在abc静止坐标系下的参考电压u
ca
、u
cb
与u
cc
。派克反变换公式如下：
[0066][0067]
实施例一
[0068]
本实施例采用软件pscad/emtdc搭建了中压供电质量综合提升装置的仿真模型，仿真模型图可参见图1，并在系统运行控制策略中加入了本发明提出的并网运行电能质量调节控制方法。通过对几种典型电能质量事件进行仿真模拟，测试装置中负载电压的电能质量，验证本发明的技术可行性与有效性。仿真模型关键参数见表1。
[0069]
参数名称参数数值装置额定容量1mva装置额定线电压10kv负载额定有功功率0.8mw负载额定无功功率0.6mvar电网侧隔离电抗器l196mh负载侧并网电抗器l212.8mh变流器各相单元级联h桥数目12h桥模块额定直流电压800vh桥模块直流电容3000uf电池模块额定直流电压250v
[0070]
仿真工况1：负载功率突变
[0071]
负载功率在1s时由零突变为有功功率0.8mw，无功功率0.6mvar，装置中电网注入有功功率pg、负载有功功率p
l
、变流器输出有功功率pc、负载电压u
lac
和负载电压电能质量
(负载线电压有效值u
lrms
、负载线电压谐波含量thd、负载线电压频率f、负载线电压三相不平衡度ubf)的测量的结果如图6所示。可以看出，当负载功率由零突变为额定功率时，装置能够有效地维持负载端电压稳定，满足负载侧的供电质量要求。其中，负载线电压幅值有效值在9.9kv-10.1kv之间，波动率低于1％，总谐波畸变率低于1％，频率在49.9hz-50.1hz之间，三相不平衡度低于1％。负载电压的电能质量指标均达到10kv交流系统国标以上要求，验证了装置能够有效应对负载功率突变工况。
[0072]
仿真工况2：电网电压暂降
[0073]
电网三相电压幅值在0.8s与1.2s时分别暂降为0.1pu与0.5pu，电压暂降持续时间均为0.2s，装置中电网电压u
gac
、负载电压u
lac
和负载电压电能质量(负载线电压有效值u
lrms
、负载线电压谐波含量thd、负载线电压频率f、负载线电压三相不平衡度ubf)的测量结果如图7所示。可以看出，当电网电压暂降为0.1pu或0.5pu时，装置能够有效地维持负载端电压稳定，满足负载侧的供电质量要求。其中，负载线电压幅值有效值在9.8kv-10.3kv之间，波动率低于3％，总谐波畸变率低于2％，频率在49.6hz-50.4hz之间，三相不平衡度低于1％。负载电压的电能质量指标均达到10kv交流系统国标以上要求，验证了装置能够有效应对电网电压暂降工况。
[0074]
仿真工况3：电网电压波动与闪变
[0075]
电网电压在1s时开始发生波动与闪变，电压幅值在0.9pu和1.1pu之间进行周期为0.1s的交替变化，1.2s时电网电压恢复正常。装置中电网电压u
gac
、负载电压u
lac
和负载电压电能质量(负载线电压有效值u
lrms
、负载线电压谐波含量thd、负载线电压频率f、负载线电压三相不平衡度ubf)的测量结果如图8所示。可以看出在电网电压波动与闪变期间，装置能够有效地维持负载端电压稳定，满足负载侧的供电质量要求。其中，负载线电压幅值有效值基本维持在9.8kv-10.2kv，波动率低于2％，总谐波畸变率低于1％，频率在49.9hz-50.1hz之间，三相不平衡度低于0.5％。负载电压的电能质量指标均满足国标要求，装置能够有效应对电网电压三相不平衡工况。
[0076]
本发明提出了一种中压供电质量综合提升装置的并网运行电能质量调节控制方法，包含功率、频率、电压三大控制回路，功率控制回路根据电网注入有功功率与负载吸收有功功率得到电网电压与负载电压相角差的参考值，频率控制回路根据电网电压与负载电压相角差的实际值与参考值得到负载电压角频率与相角的参考值，电压控制回路采用电压外环与电流内环的双闭环控制策略，并在电流内环前引入变流器前馈电流与电网电压补偿电流来应对负载功率与电网电压发生较大变化时的扰动。本发明通过采用功率、频率、电压三大控制回路，实现了对装置中负载电压幅值与相角的独立快速有效控制，能够实现多种电能质量事件的综合治理，满足了负载侧高敏感用户的高供电可靠性需求。
[0077]
本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。