CN107104451B - 一种分布式发电变流器不平衡抑制方法 - Google Patents

一种分布式发电变流器不平衡抑制方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种分布式发电变流器不平衡抑制方法，能够有效降低电力***电能质量控制装置的成本及复杂度，实现对电网三相不平衡问题的补偿。该分布式发电变流器不平衡抑制方法，利用分布式发电***在向电网注入有功能量的同时实现补偿***不平衡，包括以下步骤：1)根据电压采样、电流采样以及电网电压上下限设定值，计算输出有功正序/负序电流和无功正序/负序电流指令；2)将有功正序/负序电流和无功正序/负序电流指令进行两相静止/三相静止坐标系的变换；3)将变换得到的三相静止坐标系下的电流指令，作为变流器三相输出电流控制的指令值。

Description

一种分布式发电变流器不平衡抑制方法
技术领域
本发明属于电能质量控制技术领域，具体涉及一种电力***中零序电压的补偿方法。
背景技术
电力***中三相负荷不平衡问题日益严重。不平衡问题会导致三相电压的偏移，导致电压越界，影响***的正常运行。目前，一般是利用静止无功设备补偿***的三相不平衡问题。这种方式仅向电网注入无功能量。
近年来，分布式发电***快速发展。利用分布式发电***的变流器补偿***的不平衡问题，可以在向电网注入有功能量的同时实现补偿***不平衡的功能。此种应用极大的拓展了分布式发电***的应用范围，在未来的电力***有非常广泛的应用前景。
发明内容
本发明目的是提供一种分布式发电变流器不平衡抑制方法，能够有效降低电力***电能质量控制装置的成本及复杂度，实现对电网三相不平衡问题的补偿。
本发明的技术解决方案是：
该分布式发电变流器不平衡抑制方法，主要包括以下步骤：
1)根据电压采样值V、电流采样值I、电网电压上限设定值电网电压下限设定值
Figure BDA0001285178620000012
计算输出有功正序电流
Figure BDA0001285178620000013
有功负序电流
Figure BDA00012851786200000110
无功正序电流
Figure BDA0001285178620000014
和无功负序电流
Figure BDA0001285178620000015
的指令；
2)将计算出的有功正序电流有功负序电流
Figure BDA0001285178620000017
无功正序电流和无功负序电流的指令进行两相静止/三相静止坐标系的变换；
3)将变换得到的三相静止坐标系下的电流指令，作为变流器三相输出电流控制的指令值。
其中，步骤1)可按照以下具体方法实现：
1.1)根据电压采样V和电流采样I，并进行正序负序检测，计算电网正序电压
Figure BDA0001285178620000021
和电网负序电压
Figure BDA0001285178620000022
1.2)根据电压采样V、电网电压上限设定值
Figure BDA0001285178620000023
电网电压下限设定值计算正序电压设定值V+和负序电压设定值V-；
1.3)根据
Figure BDA0001285178620000025
V+、V-，计算输出有功正序电流
Figure BDA0001285178620000026
有功负序电流
Figure BDA00012851786200000216
无功正序电流
Figure BDA0001285178620000027
和无功负序电流的指令。
进一步的，步骤1.2)可按照以下具体方法实现：
1.2.1)根据电压采样V，进行正序负序检测，得到零序电压幅值V°、正负序相位差γ、零正序相位差γ°；γ＝δ+-δ-，γ°＝δ°-δ+，δ+为正序电压相位，δ-为负序电压相位，δ°为零序电压相位；
再对γ、γ°进行相位计算，得到电压相位最大值λmax、电压相位最小值λmin、零序电压相位最大值
Figure BDA0001285178620000029
零序电压相位最小值
Figure BDA00012851786200000210
具体如下式
Figure BDA00012851786200000211
Figure BDA00012851786200000212
Figure BDA00012851786200000213
1.2.2)根据电压采样V，进行上限、下限计算得到Vmax、Vmin；再根据Vmax、Vmin、电网电压运行上限
Figure BDA00012851786200000214
和电网电压运行下限
Figure BDA00012851786200000215
进行电压指令上限下限计算，得到电网电压上限设定值
Figure BDA0001285178620000031
电网电压下限设定值
Figure BDA0001285178620000032
具体如下式：
Figure BDA0001285178620000033
Figure BDA0001285178620000034
1.2.3)根据上限下限计算结果和电压指令上限下限计算结果，进行电压指令正序负序计算，得到正序电压设定值V+和负序电压设定值V-，具体如下式：
Figure BDA0001285178620000035
Figure BDA0001285178620000036
Figure BDA0001285178620000037
进一步的，步骤1.3)可按照以下具体方法实现：
Figure BDA0001285178620000039
Figure BDA00012851786200000310
Figure BDA00012851786200000311
Figure BDA00012851786200000312
Rg为电网线路等效电阻；
Xg为电网线路等效电抗；
Figure BDA00012851786200000313
为正序电压指令，
Figure BDA00012851786200000314
Figure BDA00012851786200000315
为负序电压指令，
Figure BDA00012851786200000316
本发明的有益效果：
本发明充分利用分布式发电***的变流器，通过对输出有功正序/负序电流和无功正序/负序电流的控制，增加分布式发电***对三相不平衡问题的补偿功能。这样就可以实现对电力***中设备的充分利用，有效降低电力***电能质量控制装置的成本及复杂度。
附图说明
图1是变流器输出电流指令生成环节原理。
具体实施方式
目前电力***中接入了大量的分布式发电***。这些分布式发电***主要向电网中注入有功能量。在此基础上，本发明利用分布式发电***补偿***三相不平衡，是通过控制分布式发电***变流器输出的有功正序/负序电流和无功正序/负序电流实现的。
本发明分布式发电变流器不平衡抑制方法，变流器输出有功正序/负序电流和无功正序/负序电流的指令生成环节如图1所示。根据图1中生成的输出电流指令，再经过两相静止/三相静止坐标系的变换，就可以得到三相静止坐标系下的电流指令，进而作为变流器三相输出电流控制的指令值。
输出有功正序/负序电流和无功正序/负序电流指令计算方法如下：
Figure BDA0001285178620000043
Figure BDA0001285178620000044
在公式(1)-(4)中：
Rg为电网线路等效电阻；
Xg为电网线路等效电抗；
Figure BDA0001285178620000045
为正序电压指令；
为负序电压指令。
正序电压指令
Figure BDA0001285178620000051
和负序电压指令
Figure BDA0001285178620000052
的计算公式分别如下：
Figure BDA0001285178620000053
Figure BDA0001285178620000054
在公式(5)、(6)中：
V+为正序电压设定值；
V-为负序电压设定值；
Figure BDA0001285178620000055
为电网正序电压；
Figure BDA0001285178620000056
为电网负序电压。
正序电压设定值和负序电压设定值的计算方法如下：
Figure BDA0001285178620000057
Figure BDA0001285178620000058
在公式(7)、(8)中：
系数A的表达式如下：
Figure BDA0001285178620000059
系数B的表达式如下：
在公式(9)、(10)中：
Figure BDA00012851786200000511
为电网电压上限设定值；
Figure BDA00012851786200000512
为电网电压下限设定值；
V°为零序电压幅值，
λmax为电压相位最大值；
λmin为电压相位最小值；
Figure BDA00012851786200000513
为零序电压相位最大值；
Figure BDA00012851786200000514
为零序电压相位最小值。
其中，
Figure BDA0001285178620000061
和
Figure BDA0001285178620000062
的计算方法如下：
Figure BDA0001285178620000063
在公式(11)、(12)中：
Figure BDA0001285178620000065
为电网电压运行上限；
Figure BDA0001285178620000066
为电网电压运行下限；
电压相位最大值和最小值λmax和λmin以及零序电压相位最大值和最小值
Figure BDA0001285178620000067
和
Figure BDA0001285178620000068
的计算方法如下：
Figure BDA00012851786200000610
Figure BDA00012851786200000611
在公式(13)-(15)中：
γ为正负序相位差：γ＝δ+-δ- (16)
γ°为零正序相位差：γ°＝δ°-δ+ (17)
在公式(16)-(17)中：
δ+为正序电压相位；δ-为负序电压相位；δ°为零序电压相位。

Claims (2)

1.一种分布式发电变流器不平衡抑制方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)根据电压采样值V、电流采样值I、电网电压上限设定值
Figure FDA0002117500760000011
电网电压下限设定值
Figure FDA0002117500760000012
计算输出有功正序电流
Figure FDA0002117500760000013
有功负序电流IP –、无功正序电流
Figure FDA0002117500760000014
和无功负序电流
Figure FDA0002117500760000015
的指令；具体是：
1.1)根据电压采样值V和电流采样值I，并进行正序负序检测，计算电网正序电压Vg +和电网负序电压Vg -；
1.2)根据电压采样值V、电网电压上限设定值
Figure FDA0002117500760000016
电网电压下限设定值计算正序电压设定值V+和负序电压设定值V-；计算方法如下：
1.2.1)根据电压采样值V，进行正序负序检测，得到零序电压幅值V0、正负序相位差γ、零正序相位差γ0；γ＝δ+-δ-，γ0＝δ0-δ+，δ+为正序电压相位，δ-为负序电压相位，δ0为零序电压相位；
再对γ、γ0进行相位计算，得到电压相位最大值λmax、电压相位最小值λmin、零序电压相位最大值
Figure FDA0002117500760000018
零序电压相位最小值
Figure FDA0002117500760000019
具体如下式
Figure FDA00021175007600000110
Figure FDA00021175007600000111
Figure FDA00021175007600000112
1.2.2)根据电压采样值V，进行上限、下限计算得到Vmax、Vmin；再根据Vmax、Vmin、电网电压运行上限
Figure FDA00021175007600000113
和电网电压运行下限进行电压指令上限下限计算，得到电网电压上限设定值
Figure FDA0002117500760000021
电网电压下限设定值
Figure FDA0002117500760000022
具体如下式：
Figure FDA0002117500760000023
1.2.3)根据上限下限计算结果和电压指令上限下限计算结果，进行电压指令正序负序计算，得到正序电压设定值V+和负序电压设定值V-，具体如下式：
Figure FDA0002117500760000025
Figure FDA0002117500760000026
Figure FDA0002117500760000027
1.3)根据Vg +、Vg -、V+、V-计算输出有功正序电流有功负序电流IP –、无功正序电流
Figure FDA00021175007600000210
和无功负序电流的指令；
2)将计算出的有功正序电流
Figure FDA00021175007600000212
有功负序电流IP –、无功正序电流和无功负序电流的指令进行两相静止/三相静止坐标系的变换；
3)将变换得到的三相静止坐标系下的电流指令，作为变流器三相输出电流控制的指令值。
2.根据权利要求1所述的分布式发电变流器不平衡抑制方法，其特征在于，
所述步骤1.3)的具体方法如下：
Figure FDA00021175007600000215
Figure FDA00021175007600000216
Figure FDA0002117500760000031
Rg为电网线路等效电阻；
Xg为电网线路等效电抗；
Figure FDA0002117500760000032
为正序电压指令，
Figure FDA0002117500760000033
Figure FDA0002117500760000034
为负序电压指令，
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