一种谐波情况下电容器组的投切方法

摘要

一种谐波情况下电容器组的投切方法，属于电容器组技术领域。以最大程度进行谐波的补偿。其技术方案是，首先确定变电站需补偿处的母线电压、无功需求和谐波情况，并由VQC确定确定需补偿的电容器组；其次给出变电站的等效数学模型，其中考虑了限流电抗器和变压器第三绕组在内的电抗值；最后将变电站的谐波情况总结为四种，针对每种谐波情况都给出了相应的考虑和计算方法来得到最优的补偿电容器组。本发明的有益效果是，给出了变电站电压无功控制中各种谐波情况下电容器组的投切策略，即在不同的谐波情况下，对不同电抗率的电容器组进行最优的组合，在满足电压无功控制的前提下以达到对谐波最大限度的补偿效果。

主权项

一种谐波情况下电容器组的投切方法，其特征在于，包括以下步骤步骤1：实际测量并计算变电站需补偿母线的电压大小、无功需求和谐波情况，并由VQC确定需补偿电容器组的组数为n；步骤2：给出变电站投切电容器组进行谐波补偿的等效数学模型，其中考虑了限流电抗器和变压器第三绕组在内的电抗值；其中，电容器组的高电抗率为12％，低电抗率为4.5％‑6％；步骤3：将谐波情况分为四种，针对不同的谐波情况，给出了不同的投切策略；(1)对于谐波情况第一种和第二种，投切电容器组按给出的策略直接投切，具体内容如下：第一种：系统无谐波的情况下或各次谐波均不超标时①3次谐波低于αI_m3，α表示比例系数，α取0.4，I_m3表示3次谐波电流最大值，且5次及以上各次谐波不超标，此时先投入低电抗率的电容器组，再投入高电抗率的电容器组；②3次谐波高于αI_m3时，α取0.4，且5次及以上各次谐波不超标，则此时需先投入一组高电抗率的电容器组来防止3次谐波放大，然后再投切剩余的n‑1组；投切剩余的n‑1组需首先投入低电抗率的电容器组，再投入高电抗率的电容器组；第二种：当系统内3次谐波超标且5次及以上各次谐波不超标时，则需首先投入高电抗率的电容器组，再投入低电抗率的电容器组；(2)对于谐波情况第三种中的第①种情况，按给出的策略直接投切；对于谐波情况第三种中的第②种情况和谐波情况第四种，需要两个约束条件进行限制来得到最优的补偿电容器组投切策略，具体内容如下：第三种：当系统内3次谐波不超标且5次及以上各次谐波超标；①3次谐波低于αI_m3时，α取0.4，则需先投入低电抗率的电容器组，再投入高电抗率的电容器组；②3次谐波高于αI_m3时，α取0.4，则需先投入一组高电抗率的电容器组来防止3次谐波放大，然后再投切剩余的n‑1组；投切剩余的n‑1组需要同时投入髙电抗率和低电抗率的电容器组，此时需进行两个约束条件的限制来得到最优的补偿电容器组投切策略；第一个约束条件为，设注入系统h次谐波的允许最大值为I_mh，h≥2，注入系统的谐波电流为I_sh，只要所选电容器组投切后注入系统各次谐波电流均不超标，即I_sh≤I_mh，h≥2，则该组为考虑采纳组，当有且只有一组满足第一个约束条件，则该组为最优组；当有多组同时满足第一个约束条件时，则进行第二个约束条件下的计算，选择满足第一个约束条件的各组中I_∑最小的组为最优组；第四种：当系统内3次谐波超标，5次及以上各次谐波也超标，则需同时投入髙电抗率和低电抗率的电容器组，此种情况下同时采用谐波情况第三种下的两个约束条件进行最优的选择；所述的等效数学模型：设谐波源的h次谐波电流为I_h，注入系统的谐波电流为I_sh，注入电容器组的谐波电流为I_ch，系统的h次谐波阻抗为X_sh＝hX_s，电容器支路的h次谐波容抗为X_c/h，电抗器的h次谐波感抗为hX_L，限流电抗器的h次谐波感抗为hX_X，变压器第三绕组的h次谐波感抗为hX_T3，共有m组补偿电容器支路，每组所串联的电抗器在h次谐波下的感抗值分别为hX_1L…hX_mL，其中高电抗率的电容器组有k组，低电抗率的电容器组有m‑k组。