低压配电系统中无功补偿控制器的控制方法

摘要

本发明涉及一种低压配电系统中无功补偿控制器的控制方法，在分析谐波谐振的基础上，提出一种新的无功补偿控制器控制策略。在常规控制量（功率因数和无功功率等）之外，增加了额外控制量—谐振频率。在技术实现上，巧妙利用电容器切换测量系统侧谐波阻抗，进一步计算出不同电容器容量所对应的谐振频率，以此来控制无功电容器投入的组数，此方法从根本上避免了投入并联电容器所引起的谐振，即使不采取额外的措施，也可有效防止电容器因由谐振引起过电压或过电流而烧毁。算法简单，无需改变传统控制器的硬件电路和连线方式，可很容易移植到现有的无功补偿控制器中；系统各次谐波阻抗每切换一次电容器组都会更新，不受运行方式改变的影响。

主权项

一种低压配电系统中无功补偿控制器的控制方法，其特征在于，包括如下具体步骤：1)无功补偿控制器初始化后，监测配电系统输出端、电容器接入点变压器侧的电压和电流信号；2)投入一组电容器，并同步记录电容器切换前后的电压和电流，切换前的电压和电流信号，设为v_pre(t)和i_pre(t)，切换后的电压和电流信号，记为v_post(t)和i_post(t)，对录得的电压和电流进行傅里叶变换，可得到各次谐波电压和电流的各次谐波分量，记为V_pre‑h，I_pre‑h，V_post‑h和I_post‑h，并利用式计算出各次谐波系统阻抗Z_S‑h；3)监测变压器侧电压和电流信号，计算功率因数PF；4)判别功率因数PF；5)如果当功率因数PF大于设定的最大门限时，切除一定的电容器，使工作电容器所对应的功率因数PF和谐振频率h_R和系统典型谐波频率h_C分别满足式PF_min<PF<PF_max和|h_R‑h_C|>0.2，原则是在满足式|h_R‑h_C|>0.2的情况下，选取较大的功率因数，其中PF_min和PF_max分别为设定的功率因数的最小和最大门限；6)在切除电容器同时，记录切除前后的电压和电流，利用式Z_S‑h＝(V_pre‑h‑V_post‑h)/(I_pre‑h‑I_post‑h)更新系统侧各次谐波阻抗Z_S‑h，然后返回步骤3)；7)如果当功率因数小于设定的最小门限时：投入一定的电容器，使工作电容器所对应的功率因数PF和谐振频率h_R分别满足式PF_min<PF<PF_max和|h_R‑h_C|>0.2，原则是在满足式|h_R‑h_C|>0.2的情况下，选取较大的功率因数；8)在投入电容器组时，记录投入前后的电压和电流信号，并进行傅里叶变换，利用式更新系统侧各次谐波阻抗Z_S‑h，然后返回步骤3)；9)当功率因数PF介于最小和最大门限之间时：电容器不做切换操作，直接返回步骤3)。