一種基于交直流混合供電網(wǎng)的電能質(zhì)量治理方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于電能質(zhì)量治理領(lǐng)域，設(shè)及交直流供電網(wǎng)進行電能質(zhì)量綜合治理方面。 特別是在含有多個單相逆變器系統(tǒng)中，本發(fā)明突顯出較強的新穎性和靈活性。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前，隨著對環(huán)境要求的逐步提高，主要W火力發(fā)電為主的電力系統(tǒng)面臨巨大考 驗，急需大力發(fā)展W光伏、風能等為主的新能源供電系統(tǒng)。因此，基于各種可再生能源發(fā)展 起來的分布式電源已經(jīng)得到越來越多的關(guān)注和研究，導致低壓配電網(wǎng)中出現(xiàn)大量的分布式 裝置和并網(wǎng)的電力電子設(shè)備，由分布式電源多樣、特性各異等原因造成的電能質(zhì)量問題，如 光伏和電力發(fā)電輸出功率隨外界環(huán)境變化而變化，輸出功率的波動容易引起電壓波動；同 時，單相逆變器接入=相電網(wǎng)時，發(fā)電功率注入到其中一相，也可能引起該相電壓偏高，而 造成=相電壓不平衡。此外，由于負載的不平衡、非線性W及無功需求過大而引起的電壓不 平衡、跌落波動等問題也是配電網(wǎng)中危害較大也較常見的電能質(zhì)量問題。另一方面，電能質(zhì) 量也關(guān)系到電網(wǎng)的售電價格，并影響其經(jīng)濟效益。
[0003] 現(xiàn)有的電能質(zhì)量治理手段是采用?？诘闹卫硌b置來改善電能質(zhì)量，目前常用的 諧波補償裝置主要是有源電力濾波器（activepowerfilter,AP巧或無源電力濾波器 (passivepowerfilter,PP巧。PPF只能補償固定頻率的諧波，容易和系統(tǒng)發(fā)生并聯(lián)諧振， 并且其補償特性容易受到電網(wǎng)和運行狀態(tài)的影響；APF可W動態(tài)地補償和抑制諧波，具有 可控性高、響應(yīng)快速等特點。電網(wǎng)中出現(xiàn)的電壓波動主要靠各種無功補償裝置來改善，目前 無功補償裝置主要有同步調(diào)相機、靜電電容器、靜止無功發(fā)生器和靜止無功補償器。而同步 調(diào)相機運行維護復(fù)雜，響應(yīng)速度慢，控制性能有待改善，靜電電容器只能補償感性無功且不 能連續(xù)調(diào)節(jié)，靜止無功發(fā)生器和補償器雖然可實現(xiàn)無功功率的連續(xù)調(diào)節(jié)，但是目前運些治 理手段一般都是采用單獨的設(shè)備，會增加系統(tǒng)的成本，功能單一，并且容量利用率小，經(jīng)濟 性差，推廣難度較大。
[0004] 基于上述現(xiàn)象，本發(fā)明提出一種具有電能治理功能的并網(wǎng)逆變器，并網(wǎng)逆變器與 APF、SVG在拓撲結(jié)構(gòu)、運行方式和控制方式上有諸多相似點，因而可采用并網(wǎng)逆變器進行電 能質(zhì)量治理，相比無源補償裝置使用更加靈活方便，能更好地適應(yīng)電能質(zhì)量柔性定制的目 標，可實現(xiàn)并網(wǎng)發(fā)電、無功補償?shù)裙δ苡谝惑w。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005] 本發(fā)明是針對現(xiàn)有技術(shù)在新能源并網(wǎng)存在的電能質(zhì)量的缺陷，提出一種基于交直 流混合供電網(wǎng)的電能質(zhì)量治理方法，提高交直流混合供電系統(tǒng)的電能質(zhì)量。
[0006] 本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：
[0007] -種基于交直流混合供電網(wǎng)的電能質(zhì)量治理方法，其特征在于，所述方法包括W 下步驟：
[0008] (1)多個分布式直流電源通過DC/DC變換裝置與單相逆變器的串聯(lián)支路后分別對 應(yīng)接入交流電網(wǎng)的A、B、CS相電中，每一串聯(lián)支路中的DC/DC變換裝置的直流輸出端同時 連接直流負載，交流電網(wǎng)的A、B、C=相分別接有單相交流負荷；
[0009] 似接入A、B、CS相的每個分布式直流電源的額定容量不同，會造成交流電網(wǎng)S 相不對稱運行狀態(tài)，當交流電網(wǎng)=相電流最大值和最小值的差值超過設(shè)定閥值時，控制交 流電網(wǎng)=相電流大小差異處于設(shè)定闊值范圍之內(nèi)，使得=相不對稱運行狀態(tài)消失；
[0010] (3)當交直流混合系統(tǒng)中負荷側(cè)發(fā)生不平衡無功需求時，通過提取電壓跌落相的 電壓和電流，計算出當前交直流混合系統(tǒng)的無功缺額和負序電流，根據(jù)補償容量選擇離該 發(fā)生不平衡無功需求的負荷側(cè)最近的單相逆變器進行就地補償無功功率。
[0011] 在步驟（2)中，當交流電網(wǎng)=相電流大小差異超過設(shè)定閥值時，向電流最高相所 對應(yīng)的DC/DC變換裝置發(fā)出指令，使該DC/DC變換裝置輸出的部分有功功率直接通過連接 在DC/DC變換裝置直流輸出端的直流負載進行消耗，直到交流電網(wǎng)S相電流大小差異處于 設(shè)定闊值范圍之內(nèi)，=相不對稱運行狀態(tài)消失。
[0012] 進一步可選的方案是在步驟（2)中，當交流電網(wǎng)=相電流大小差異超過設(shè)定閥值 時，向電流最高相所對應(yīng)的交流負荷端發(fā)出指令，增加連接在該電流最高相上的交流負荷， 直到交流電網(wǎng)=相電流大小差異處于設(shè)定闊值范圍之內(nèi)，=相不對稱運行狀態(tài)消失。
[0013] 本發(fā)明所帶來的有益效果如下：
[0014] (1)本發(fā)明與現(xiàn)有的電能質(zhì)量治理方法相比，無需采用額外獨立的電能質(zhì)量治理 裝置，降低系統(tǒng)成本，充分利用逆變器容量，經(jīng)濟性高，推廣度高。
[0015] 似本發(fā)明所采用的電能質(zhì)量治理方法，分布式電源通過單相逆變器不僅可W提 供有功功率，且可實現(xiàn)就地無功功率補償，改善=相電壓不平衡，分布式電源分散式多點接 入可W形成電能質(zhì)量治理的網(wǎng)絡(luò)化結(jié)構(gòu)，便于區(qū)域和全局的電能質(zhì)量治理。
[0016] (3)本發(fā)明所設(shè)及的交直流混合供電網(wǎng)中的直流供電網(wǎng)絡(luò)不僅可W為直流負載提 供所需能量，且可分擔單相逆變器發(fā)出的多余有功功率，從而實現(xiàn)單相逆變器注入到每一 相的功率都相等，抑制電網(wǎng)出現(xiàn)不對稱運行狀態(tài)的發(fā)生。
[0017] 綜上所述，本發(fā)明可在不采用額外電能質(zhì)量治理裝置的前提下，對電網(wǎng)的不對稱 運行W及=相電壓不平衡等問題進行治理，將擁有廣闊的應(yīng)用價值和前景。
[0018] 圖1為交直流混合供電網(wǎng)基本示意圖。
[0019] 下面結(jié)合附圖，對本發(fā)明的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和工作原理進行詳細的說明。
【具體實施方式】
[0020] 如圖1所示為交直流混合供電網(wǎng)的基本示意圖。分布式直流電源經(jīng)由DC/DC變換 裝置后輸出為系統(tǒng)直流電，供給用戶中的直流負荷，再通過單相逆變器并入電網(wǎng)，供給用戶 中的交流負荷。
[0021] 本申請公開了一種基于交直流混合供電網(wǎng)的電能質(zhì)量治理方法，該方法具體包括 W下步驟：
[0022]
[0023] 步驟1 :多個分布式直流電源通過DC/DC變換裝置與單相逆變器的串聯(lián)支路后分 別對應(yīng)接入交流電網(wǎng)的A、B、CS相電中，每一串聯(lián)支路中的DC/DC變換裝置的直流輸出端 同時連接直流負載；
[0024]步驟2 :當接入A、B、CS相的每個分布式直流電源的額定容量不一樣時，會造成S 相不對稱運行狀態(tài)。通過協(xié)調(diào)控制器檢測交流電網(wǎng)的A、B、C=相電流，當=相電流大小差 異超過設(shè)定閥值時，有兩種解決方案：1是協(xié)調(diào)控制器向電流最高相所對應(yīng)的DC/DC變換裝 置發(fā)出指令，使該DC/DC變換裝置輸出的部分有功功率直接通過連接在DC/DC變換裝置直 流輸出端的直流負載進行