配电网无功和谐波混合补偿方法、装置及电路与流程

本发明涉及配电网电能质量监测，更具体地，涉及一种配电网无功和谐波混合补偿方法、装置及电路。

背景技术：

1、随着新能源的快速发展，分布式电源大量入网，给电网带来了谐波污染的电能质量问题。当电网中出现无功负荷时，有源电力滤波器可以利用其剩余容量向系统注入无功功率以实现无功补偿。

2、目前，在电网系统中大多采用混合型补偿系统来补偿系统中的无功功率与谐波电流，以降低单位无功容量的成本。然而，当系统投入电容器进行无功补偿时，投入的大容量无功补偿电容器容易与电网的阻抗相互作用，从而产生谐振，发生谐振后，无功补偿电容器组、非线性负载和电网之间会产生较大的电流谐波分量，可能会对电网设备造成损坏。此外，由于无功电容器的电容量不确定，且电网的运行方式多变，因此采用传统的有源阻尼抑制谐振的方法存在较大的安全隐患和不稳定现象。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明提供了一种配电网无功和谐波混合补偿方法、装置及系统。

2、本发明的一个方面提供了一种配电网无功和谐波混合补偿方法，包括：响应于电网功率调度请求，基于上述电网功率调度请求包括的无功功率参考值，确定待接入电容器的电容器容量和需功率变换器补偿的无功容量；基于并网点的并网点电压在多个特征次谐波各自的幅值分量进行虚拟阻抗自适应调节，得到分频段虚拟阻抗；基于上述电网功率调度请求包括的有功功率参考值、上述电容器容量、上述无功容量、上述并网点电压、负载电流和上述分频段虚拟阻抗，得到上述功率变换器的输出电流参考值；利用上述输出电流参考值、上述并网点电压和上述功率变换器的初始输出电流，对上述功率变换器进行开关调制，以利用上述功率变换器和上述待接入电容器进行混合补偿。

3、本发明的另一个方面提供了一种配电网无功和谐波混合补偿装置，包括：第一确定模块，用于响应于电网功率调度请求，基于上述电网功率调度请求包括的无功功率参考值，确定待接入电容器的电容器容量和需功率变换器补偿的无功容量；第二确定模块，用于基于并网点的并网点电压在多个特征次谐波各自的幅值分量进行虚拟阻抗自适应调节，得到分频段虚拟阻抗，其中，上述分频段虚拟阻抗包括与上述多个特征次谐波各自对应的目标虚拟阻抗；第三确定模块，用于基于上述电网功率调度请求包括的有功功率参考值、上述电容器容量、上述无功容量、上述并网点电压、负载电流和上述分频段虚拟阻抗，得到上述功率变换器的输出电流参考值；调制模块，用于利用上述输出电流参考值、上述并网点电压和上述功率变换器的初始输出电流，对上述功率变换器进行开关调制，以利用上述功率变换器和上述待接入电容器进行混合补偿。

4、本发明的另一个方面提供了一种配电网无功和谐波混合补偿电路，包括：功率变换器、滤波器、多组投切电容器和控制器，其中，上述功率变换器被配置为连接上述滤波器的一端，上述滤波器的另一端、上述多组投切电容器和非线性本地负载被配置为并联至配电网的并网点；其中，上述控制器被配置为响应于电网功率调度请求，基于上述电网功率调度请求包括的无功功率参考值，确定待接入的投切电容器组数，基于待接入的投切电容器组数，从上述多组投切电容器中确定待接入电容器，以确定上述待接入电容器的电容器容量和需上述功率变换器补偿的无功容量；基于上述并网点的并网点电压在多个特征次谐波各自的幅值分量进行虚拟阻抗自适应调节，得到分频段虚拟阻抗；基于上述电网功率调度请求包括的有功功率参考值、上述电容器容量、上述无功容量、上述并网点电压、上述非线性本地负载的负载电流和上述分频段虚拟阻抗，得到上述功率变换器的输出电流参考值；并利用上述输出电流参考值、上述并网点电压和上述功率变换器的初始输出电流，对上述功率变换器进行开关调制，以利用上述功率变换器和上述待接入电容器对上述配电网进行混合补偿。

5、本发明的另一方面提供了一种电子设备，包括：一个或多个处理器；存储器，用于存储一个或多个计算机程序，其中，上述一个或多个处理器执行上述一个或多个计算机程序以实现上述方法的步骤。

6、本发明的另一方面提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序或指令，上述计算机程序或指令被处理器执行时实现上述方法的步骤。

7、本发明的另一方面提供了一种计算机程序产品，包括计算机程序或指令，上述计算机程序或指令被处理器执行时实现上述方法的步骤。

8、根据本发明的实施例，基于电网功率调度请求包括的无功功率参考值，确定待接入电容器的电容器容量和需功率变换器补偿的无功容量，通过电容器替换大容量变流器补偿配电网系统中的无功功率，从而可以降低设备成本；此外，通过对并网点的并网点电压在多个特征次谐波各自的幅值分量对虚拟阻抗进行自适应调节，从而在不同配电网阻抗以及电容器容量改变的情况下实现对不同谐振的有效抑制；同时，通过输出电流参考值、并网点电压和功率变换器的初始输出电流对功率变换器进行开关调制，从而利用功率变换器和待接入电容器实现了对配电网内的无功功率和谐波电流的混合补偿，有效抑制了由于电容器投入引起的系统谐振，提高了电容器组的使用寿命和系统效率。

技术特征：

1.一种配电网无功和谐波混合补偿方法，其特征在于，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述电网功率调度请求包括的有功功率参考值、所述电容器容量、所述无功容量、所述并网点电压、负载电流和所述分频段虚拟阻抗，得到所述功率变换器的输出电流参考值，包括：

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述基于所述负载电流和所述并网点电压，确定待补偿的谐波电流参考值，包括：

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于并网点的并网点电压在多个特征次谐波各自的幅值分量进行虚拟阻抗自适应调节，得到分频段虚拟阻抗，包括：

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述基于谐波抑制条件对待施加的虚拟阻抗进行自适应调整，得到与每个特征次谐波对应的目标虚拟阻抗，包括：

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述利用所述输出电流参考值、所述并网点电压和所述功率变换器的初始输出电流，对所述功率变换器进行开关调制，以利用所述功率变换器和所述待接入电容器进行混合补偿，包括：

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述电网功率调度请求包括的无功功率参考值，确定待接入电容器的电容器容量和需功率变换器补偿的无功容量，包括：

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

9.一种配电网无功和谐波混合补偿装置，其特征在于，包括：

10.一种配电网无功和谐波混合补偿电路，其特征在于，包括：

技术总结
本发明提供了一种配电网无功和谐波混合补偿方法、装置及电路，可以应用于配电网电能质量监测技术领域。该方法包括：响应于电网功率调度请求，基于电网功率调度请求包括的无功功率参考值，确定待接入电容器的电容器容量和需功率变换器补偿的无功容量；基于并网点的并网点电压在多个特征次谐波各自的幅值分量进行虚拟阻抗自适应调节，得到分频段虚拟阻抗；基于电网功率调度请求包括的有功功率参考值、电容器容量、无功容量、并网点电压、负载电流和分频段虚拟阻抗，得到功率变换器的输出电流参考值；利用输出电流参考值、并网点电压和功率变换器的初始输出电流，对功率变换器进行开关调制，以利用功率变换器和待接入电容器进行混合补偿。

技术研发人员：郝毅,李树鹏,鄂志君,李振斌,佟志国,何晋伟,贺春,王程锦,张革,满玉岩,刘亚丽,陈亮,于光耀,陈培育,郑骁麟,吴磊
受保护的技术使用者：国网天津市电力公司电力科学研究院
技术研发日：
技术公布日：2024/7/11