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申请/专利权人：国网江苏省电力有限公司淮安供电分公司

摘要：本发明公开了一种畸变电网下电力弹簧优化控制方法，包括无功补偿PI控制部分和ES谐波补偿部分，当电压波动时，ES无功补偿PI控制部分提供无功功率补偿稳定关键负载电压；通过ES输出谐波电压，补偿关键负载上的谐波电流。ES输出谐波电压包括：分析畸变电网下ES谐波补偿原理，通过单相dq变换检测电网电压的谐波部分，求得ES所需输出的谐波补偿电压；考虑LC滤波器对高频谐波的幅值和相位偏移影响，并设计对应的幅值和相位校正环节，对进行幅值和相位校正；得到校正后的ES谐波补偿电压，并验证所提出的ES改进控制方法。本发明在不改变ES拓扑结构情况下，通过加入谐波补偿环节，实现了维持关键负载电压稳定的同时抑制了关键负载电压谐波的功能。

主权项：1.一种畸变电网下电力弹簧优化控制方法，其特征在于，包括无功补偿PI控制部分和电力弹簧ES谐波补偿部分，电力弹簧ES在下文简称ES，当电网电压vG波动时，无功补偿PI控制部分提供无功功率补偿稳定关键负载电压；通过ES输出谐波电压，补偿关键负载上的谐波电流；ES输出谐波电压包括以下步骤：步骤1分析畸变电网下ES谐波补偿原理，通过单相dq变换检测电网电压的谐波部分vGh，求得ES所需输出的谐波补偿电压vESh；所述步骤1中求得ES所需输出的谐波补偿电压vESh具体包括：将电网电压及传输路电流、关键负载上电流、非关键负载上电流分别分解为： 式中，vGf和vGh分别为电压vG的基波分量和谐波分量，vG代表火力发电和可再生能源发电的等效波动电压源，即电网电压，i1为传输线路上电流，ic和i0分别为关键负载和非关键负载上电流；关键负载电压谐波分量计算如式3所示，分析ES电路中KCL和KVL定律可得式4-6，考虑理想情况下ES谐波补偿后，关键负载电压将不含有谐波分量，故如式7、8所示：vsh＝ich·Zc3i1＝ic+i04vs＝vES+v05 ich＝07vsh＝08式中，vsh为关键负载电压谐波分量，ich为关键负载电流的谐波分量，Zc为关键负载，Z1为传输线路阻抗，vs为关键负载电压，vES为ES输出电压，v0为非关键负载上电压；将式7带入式4中可得式9：i1h＝i0h9将式8带入式5和6中可得式10和式11：vESh+v0h＝010 v0h计算公式如式12所示；v0h＝i0h·Znc12解式9-12可得ES输出谐波补偿电压如下所示： 式中，vESh和v0h分别为ES输出的谐波补偿电压和非关键负载电压谐波分量，i1h为传输线路电流的谐波分量，i0h为非关键负载电流谐波分量，Znc为非关键负载；步骤2考虑LC滤波器对高频谐波的幅值和相位偏移影响，并设计对应的幅值和相位校正环节，对vESh进行幅值和相位校正；设计对应的幅值和相位校正环节具体如下：利用戴维南定理对ES电路图化简，等效电压和等效电阻分别如式14、15所示： 式中，为戴维南定理的等效电压，Zeq为戴维南定理的等效电阻；由KCL和KVL定律得： 式中，为单相逆变电路的等效输出电压，为电感上电流，为等效电阻上电流，为电容上电流；解式16-19可得： 其中： 将式15代入式22，将B化简为： 考虑到LC滤波电路的输出与输入之间的幅值和相位偏移主要由A决定，由B带来的扰动误差很小，故式20可化简为； 设Zeq为：Zeq＝a+bj25其中，a、b都为实数，值可由电路参数求得，设A的幅值为A0，相位为将式25代入式21可得： 根据设计的对应的幅值和相位校正环节对vESh进行幅值和相位校正，ES输出的谐波补偿电压vESh通过LC滤波器后发生幅值和相位偏移，对式13中vESh的各次谐波进行幅值和相位校正，各次谐波提取采用谐振控制器，谐振控制器传递函数如式28所示： 式中，ωn为第n次谐波角频率，ωc为带宽，k为增益；K值的选取与单相逆变电路直流侧电压有关，K为： 步骤3得到校正后的ES谐波补偿电压

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