本发明专利技术提供了一种多目标电能质量综合控制与优化装置，包括控制部分和主电路部分，控制部分包括检测功能模块、多目标电能质量控制与优化控制器、人机接口、主电路部分包括无源LC主电路、有源VSI主电路。所述检测功能模块检测并分析负载、电网、多目标电能质量综合控制与优化装置的各项电能质量指标，多目标电能质量控制与优化控制器统一协调控制装置在当前时刻安全容量范围内实施电能质量治理目标的优先级、最优控制策略评估分析，并发出控制指令，统一协调控制主电路实现电能质量控制与优化。该发明专利技术装置具有较大的容量且容易扩展，可控制和改善电压偏差、电压波动与闪变、三相不平衡、谐波、功率因数低等电能质量问题。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术提供了一种多目标电能质量综合控制与优化装置，包括控制部分和主电路部分，控制部分包括检测功能模块、多目标电能质量控制与优化控制器、人机接口、主电路部分包括无源LC主电路、有源VSI主电路。所述检测功能模块检测并分析负载、电网、多目标电能质量综合控制与优化装置的各项电能质量指标，多目标电能质量控制与优化控制器统一协调控制装置在当前时刻安全容量范围内实施电能质量治理目标的优先级、最优控制策略评估分析，并发出控制指令，统一协调控制主电路实现电能质量控制与优化。该专利技术装置具有较大的容量且容易扩展，可控制和改善电压偏差、电压波动与闪变、三相不平衡、谐波、功率因数低等电能质量问题。【专利说明】一种多目标电能质量综合控制与优化装置
本专利技术涉及电能质量领域，尤其涉及多目标电能质量综合控制与优化装置。
技术介绍
供配电网电能质量的好坏直接关系到电力系统稳定、设备及生产的安全及用电经济性。目前一方面随着工业生产规模的迅速扩大和电力电子新技术的应用，大量的非线性、不对称负荷产生的谐波电流、冲击无功、负序电流等注入电网，使得电网电流电压畸变、电压波动闪变、三相不平衡等一系列电能质量问题日趋严重，另一方面电压敏感用户对电能质量和供电可靠性要求越来越高，电能质量问题已经成为电力领域首要技术问题。通过电能质量综合治理不但可以解决电能质量问题，而且可以提高生产效率、降低功率传输损耗、提高设备利用率及使用寿命，从而提高电网能效和供电可靠性。为解决这一问题，目前电能质量治理装置也逐渐成熟，主要为固定电容器(FC)、晶闸管投切电容器(TSC)、有源滤波器(APF)、静止无功发生器(SVG)等。其中FC为提供固定的无功功率或者针对某一次谐波进行调谐滤除，晶闸管投切电容器为通过晶闸管投切电容器，无功功率补偿响应时间在20ms以上，APF、SVG使用全控器件IGBT/IGCT为开关器件，IGBT (绝缘栅双极型晶体管)/IGCT (集成门极换流晶闸管)，响应时间远高于晶闸管，谐波滤除或无功补偿速度远大于TSC，但是在大容量时成本较高，而且功能仅为动态谐波滤除或动态无功补偿，不能综合解决电能质量问题。目前也出现综合电能质量的装置，主要通过不同功能的电能质量治理装置的组合来完成综合改善，如2010年12月22日公开的专利号为CN101924370A的中国专利技术专利——一种混合型电能质量治理装置。装置主要组成包括有源电力滤波器APF、静止无功发生器SVG、静止无功补偿器SVC、晶闸管控制电抗器TCR、固定电容补偿FC。该专利技术利用SVC的大容量主要补偿稳态时负载所需的无功功率。利用SVG较小容量的快速性对补偿中的动态无功功率，利用APF配合SVC中的FC进行谐波治理。这种方法可以协调利用小容量有源和大容量无源实现大容量电能质量补偿的作用。但是这种方法同时使用到多类电能质量治理装置，构造复杂，而且其各类装置功能单一且均通过各自独立的控制模块进行控制，无相互协调统一控制，综合治理效果有限。
技术实现思路
为了解决现有技术中问题，本专利技术提供了一种多目标电能质量综合控制与优化装置，包括控制部分和主电路部分，控制部分包括检测功能模块、多目标电能质量控制与优化控制器、人机接口、主电路部分包括无源LC主电路、有源VSI主电路；所述检测功能模块检测并分析负载、电网、多目标电能质量综合控制与优化装置的各项电能质量指标，所述人机接口接受用户输入的目标指令及多目标电能质量综合控制与优化装置额定容量值；所述多目标电能质量控制与优化控制器接收所述检测功能模块所分析的各项电能质量指标和所述人界接口输出的目标指令及多目标电能质量综合控制与优化装置额定容量值，并分析得出电能质量治理目标值及多目标电能质量综合控制与优化装置安全容量值；所述多目标电能质量控制与优化控制器根据该时刻电能质量治理目标值、该时刻电网各项电能质量指标值、该时刻装置安全容量值，统一协调控制各项电能质量治理，输出有源部分指令值及无源部分指令值，控制所述主电路部分实施电能质量控制与优化。作为本专利技术的进一步改进，所述有源VSI主电路的基本单元为二极管箝位型多电平变流器，将多电平变流器进行多重化构成有源动态功率模块，再将有源动态功率模块进行并联。作为本专利技术的进一步改进，所述无源LC主电路通过无源晶闸管与电抗器、电力电容器串联形成无源晶闸管投切LC单元，将晶闸管投切LC单元进行并联。作为本专利技术的进一步改进，所述多目标电能质量控制与优化控制器包括PCC功率因数检测模块、PCC畸变率检测模块、PCC电压检测模块；PCC功率因数检测模块、PCC畸变率检测模块、PCC电压检测模块检 测电网侧电能质量反馈至多目标电能质量控制与优化控制器，与人机接口输入值功率因数目标值λ*、电流畸变率目标值THD*，PCC电压目标值U*比较，实施电能质量治理闭环控制。作为本专利技术的进一步改进，所述多目标电能质量控制与优化控制器包括直流电压检测模块、装置输出电流检测模块；所述直流电压检测模块、装置输出电流检测模块检测C点的装置输出电流电压情况给多目标电能质量控制与优化控制器，与人机接口输入的装置直流电压约束值Udc*、多目标电能质量控制与优化控制器输出的有源部分控制电流指令Ic*、无源部分电流指令Icc*比较，实现多目标电能质量综合控制与优化装置内部闭环控制，C点为装置并联连接点。作为本专利技术的进一步改进，所述多目标电能质量控制与优化控制器包括装置温度检测模块、装置驱动检测模块，所述装置温度检测模块、装置驱动检测模块检测该时刻多目标电能质量综合控制与优化装置运行情况，与多目标电能质量综合控制与优化装置最大容量约束值Q*、装置温度约束值T*均输入多目标电能质量控制与优化控制器，计算出装置该时刻状况下允许输出的安全容量Qmax。作为本专利技术的进一步改进，所述多目标电能质量控制与优化控制器包括谐波电流计算模块、直流电压PI模块、装置安全容量计算模块、电网电压波动计算模块、动态电能质量多目标协调控制模块、PI模糊控制模块、有源指令生成模块；负载侧谐波电流值Ih、该时刻电网侧电流畸变率THD、目标电流畸变率THD*输入至谐波电流计算模块，谐波电流计算模块计算出谐波电流值Ithd ;有源部分直流电压值Udc及直流电压指令值Udc*相减输入至PI控制器进行比例积分控制，确定需要支撑直流侧电压的电压偏离指令值Udcc ;装置有源部分安全容量值计算根据装置最大温升T*值、装置该时刻温升值To，装置最大设计容量Q*，计算出该时刻条件下装置的安全容量Qmax ;该时刻电网电压Upcc、电网电压目标值Uppc*输入至电网电压波动计算模块，计算出电网电压偏差值Λ Upcc ;动态电能质量多目标协调控制模块根据需要补偿的谐波电流指令值Ithd、直流电压偏离值Udcc、装置输出安全容量值Qmax、电网电压偏差值Λ Upcc，计算出有源部分所需输出的指令电流值(k iQh + k 2Q^q 3输入至PI模糊控制模块，PI模糊控制模块计算出需要有源部分需输出的指令电流Ic*，通过有源指令生成模块生成有源指令控制主电路部分的有源VSI主电路。作为本专利技术的进一步改进，所述多目标电能质量控制与优化控制器包括无功分配协调控制模块，所述无功分配协调控制模块先确定无源部本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种多目标电能质量综合控制与优化装置，其特征在于：包括控制部分和主电路部分，控制部分包括检测功能模块(1)、多目标电能质量控制与优化控制器(2)、人机接口(3)、主电路部分包括无源LC主电路(4)、有源VSI主电路(5)；所述检测功能模块(1)检测并分析负载、电网、多目标电能质量综合控制与优化装置的各项电能质量指标，所述人机接口(3)接受用户输入的目标指令及多目标电能质量综合控制与优化装置额定容量值；所述多目标电能质量控制与优化控制器(2)接收所述检测功能模块(1)所分析的各项电能质量指标和所述人界接口(3)输出的目标指令及多目标电能质量综合控制与优化装置额定容量值，分析得出电能质量治理目标值及多目标电能质量综合控制与优化装置该时刻安全容量值；所述多目标电能质量控制与优化控制器(2)根据该时刻电能质量治理目标值、该时刻电网各项电能质量指标值、该时刻装置安全容量值，统一协调控制各项电能质量治理，输出有源部分指令值及无源部分指令值，控制所述主电路部分实施电能质量控制与优化。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：何玉成，李铁牛，刘兵，袁晓勇，李斌，
申请(专利权)人：深圳市海亿达能源科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44
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