專利名稱：一種智能電網(wǎng)多目標(biāo)控制系統(tǒng)及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種控制系統(tǒng)及方法，尤其涉及一種智能電網(wǎng)多目標(biāo)控制系統(tǒng)及方法。
背景技術(shù)：
隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，電力系統(tǒng)中非線性用電設(shè)備，特別是電力電子裝置(如:相控整流器、變頻調(diào)速裝置)的迅速增多和應(yīng)用日益廣泛，產(chǎn)生的諧波和無(wú)功電流對(duì)電力系統(tǒng)的污染也日趨嚴(yán)重。在現(xiàn)代電網(wǎng)中，電動(dòng)機(jī)、工頻爐、熒光燈等感性負(fù)載占據(jù)相當(dāng)大比重，它們?cè)谙挠泄β实耐瑫r(shí)，還需要吸收大量的無(wú)功功率。公用電網(wǎng)中出現(xiàn)的這些諧波與無(wú)功功率，將導(dǎo)致設(shè)備及線路損耗增加，引起電壓閃變、頻率變化和三相不平衡，致使電網(wǎng)的電能質(zhì)量嚴(yán)重惡化，影響輸電效率和設(shè)備壽命，同時(shí)也會(huì)影響供電企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，嚴(yán)重時(shí)甚至危及到電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行。為了解決這些問題，人們研制出了用于補(bǔ)償無(wú)功的靜止無(wú)功發(fā)生器(SVG)、用于穩(wěn)定電網(wǎng)電壓的動(dòng)態(tài)電壓調(diào)節(jié)器(DVR)、用于補(bǔ)償諧波的有源電力濾波器(APF)、用于調(diào)節(jié)功率因數(shù)的功率因數(shù)調(diào)節(jié)器及超導(dǎo)限流器等電能質(zhì)量調(diào)節(jié)裝置，在同一小型配電網(wǎng)中為了達(dá)到使電網(wǎng)安全、可靠運(yùn)行的目的，可能需要幾種裝置同時(shí)投入使用，如何使它們能夠協(xié)調(diào)工作而不對(duì)電網(wǎng)帶來(lái)二次污染成為大家研究的一個(gè)重要課題。因此需要開發(fā)一種新的智能電網(wǎng)多目標(biāo)控制方法，協(xié)調(diào)APF、SVG、DVR等裝置工作模式，達(dá)到最大限度改善電網(wǎng)質(zhì)量的目的。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是解決上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足和問題，提供一種智能電網(wǎng)多目標(biāo)控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)直接分離出負(fù)載電流諧波與無(wú)功分量，同時(shí)監(jiān)控電壓的波動(dòng)情況，運(yùn)用多目標(biāo)決策理論，并按不同的電能質(zhì)量調(diào)節(jié)目標(biāo)，協(xié)調(diào)APF、SVG、DVR等裝置工作模式，達(dá)到最大限度改善電網(wǎng)質(zhì)量的目的。同時(shí)本發(fā)明還提供智能電網(wǎng)多目標(biāo)控制方法。本發(fā)明的技術(shù)方案如下:本發(fā)明的智能電網(wǎng)多目標(biāo)控制系統(tǒng)，其主要由基于自適應(yīng)線性神經(jīng)元結(jié)構(gòu)諧波、無(wú)功檢測(cè)單元和控制器構(gòu)成，所述的基于自適應(yīng)線性神經(jīng)元結(jié)構(gòu)諧波、無(wú)功檢測(cè)單元主要由采樣單元、電流調(diào)理電路和控制單元構(gòu)成，采樣單元連接在帶有負(fù)載的電網(wǎng)電源上，采樣單元和控制單元之間由電流調(diào)理電路連接。本發(fā)明的智能電網(wǎng)多目標(biāo)控制系統(tǒng)，其進(jìn)一步的技術(shù)方案是所述的采樣單元由電壓互感器和電流互感器組成，電壓互感器和電流互感器直接連接在電網(wǎng)上并與電流調(diào)理電路連接，采集電網(wǎng)側(cè)的電壓和負(fù)載側(cè)的電流。本發(fā)明的智能電網(wǎng)多目標(biāo)控制系統(tǒng)，其進(jìn)一步的技術(shù)方案還可以是所述的控制器由數(shù)字信號(hào)處理器DSP2812及外圍相關(guān)電路組成，根據(jù)由采樣單元、電流調(diào)理電路傳送過(guò)來(lái)的電壓信號(hào)來(lái)實(shí)現(xiàn)諧波、無(wú)功電流的檢測(cè)，并根據(jù)檢測(cè)結(jié)果，采用模糊多目標(biāo)控制策略，分析出各性能指標(biāo)的優(yōu)劣程度，通過(guò)CAN或MODBUS協(xié)議發(fā)出控制指令，啟動(dòng)相關(guān)的電能質(zhì)量調(diào)節(jié)裝置，如APF、SVG等。更進(jìn)一步的技術(shù)方案是所述的控制器工作過(guò)程如下:(1)將采樣得到的電網(wǎng)側(cè)電壓值ea(t)、eb(t)、e。(t)，采用過(guò)零點(diǎn)檢測(cè)法鎖定相位；將非線性負(fù)載側(cè)的電流
權(quán)利要求
1.一種智能電網(wǎng)多目標(biāo)控制系統(tǒng)，其特征在于主要由基于自適應(yīng)線性神經(jīng)元結(jié)構(gòu)諧波、無(wú)功檢測(cè)單元和控制器構(gòu)成，所述的基于自適應(yīng)線性神經(jīng)元結(jié)構(gòu)諧波、無(wú)功檢測(cè)單元主要由采樣單元、電流調(diào)理電路和控制單元構(gòu)成，采樣單元連接在帶有負(fù)載的電網(wǎng)電源上，采樣單元和控制單元之間由電流調(diào)理電路連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能電網(wǎng)多目標(biāo)控制系統(tǒng)，其特征在于所述的采樣單元由電壓互感器和電流互感器組成，電壓互感器和電流互感器直接連接在電網(wǎng)上并與電流調(diào)理電路連接，采集電網(wǎng)側(cè)的電壓和負(fù)載側(cè)的電流。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能電網(wǎng)多目標(biāo)控制系統(tǒng)，其特征在于所述的控制器由數(shù)字信號(hào)處理器DSP及外圍相關(guān)電路組成，根據(jù)由采樣單元、電流調(diào)理電路傳送過(guò)來(lái)的電壓信號(hào)來(lái)實(shí)現(xiàn)諧波、無(wú)功電流的檢測(cè)，并根據(jù)檢測(cè)結(jié)果，采用模糊多目標(biāo)控制策略，分析出各性能指標(biāo)的優(yōu)劣程度，通過(guò)通訊協(xié)議發(fā)出控制指令，啟動(dòng)相關(guān)的電能質(zhì)量調(diào)節(jié)裝置。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的智能電網(wǎng)多目標(biāo)控制系統(tǒng)，其特征在于所述的控制器工作過(guò)程如下: (1)將采樣得到的電網(wǎng)側(cè)電壓值ea(t)、eb(t)、ec;(t)，采用過(guò)零點(diǎn)檢測(cè)法鎖定相位；將非線性負(fù)載側(cè)的電流iLa(t)、iLb(t)、iLe(t)通過(guò)DQ變換后的到正序分量、負(fù)序分量、零序分量信息； (2)根據(jù)提取出基波電流正、負(fù)序分量及零序分量信息后，采用自適應(yīng)神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)方法建立誤差函數(shù)=去<。通過(guò)連續(xù)地調(diào)整網(wǎng)絡(luò)的權(quán)值Wk來(lái)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的收斂，進(jìn)而得到三相基波各序次分量的大小，然后將負(fù)載電流減去各序次分量就可計(jì)算出負(fù)載電流中所含的諧波及無(wú)功電流的大??； (3)數(shù)字信號(hào)處理器DSP根據(jù)檢測(cè)到的諧波、無(wú)功、電壓及功率因數(shù)各種指標(biāo)，建立優(yōu)屬度矩陣，根據(jù)優(yōu)屬度矩陣極大極大方法，對(duì)電網(wǎng)性能指標(biāo)優(yōu)劣性排名； (4)控制器通過(guò)通訊協(xié)議為AFP、SVG、DVR等裝置下發(fā)啟動(dòng)與否的指令。
5.一種如權(quán)利要求1-4任一所述的智能電網(wǎng)多目標(biāo)控制方法，其特征在于包括以下步驟: ①采用基于自適應(yīng)線性神經(jīng)元結(jié)構(gòu)的諧波檢測(cè)方法，檢測(cè)分離出負(fù)載電流基波各序分量、諧波分量及電網(wǎng)中的無(wú)功分量； ②運(yùn)用模糊多目標(biāo)決策理論，根據(jù)步驟①中檢測(cè)出的各種指標(biāo)的特點(diǎn)，得出其數(shù)學(xué)模型，并將各目標(biāo)的指標(biāo)值聯(lián)立構(gòu)成相對(duì)優(yōu)屬度矩陣，分析出各電網(wǎng)指標(biāo)的優(yōu)先級(jí)，經(jīng)過(guò)仿真，得出目標(biāo)電能質(zhì)量的控制排序； ③通過(guò)對(duì)電能質(zhì)量指標(biāo)性能優(yōu)劣性實(shí)時(shí)排序，優(yōu)化各裝置的工作順序，協(xié)調(diào)包括APF、SVG, DVR在內(nèi)的各種裝置的工作模式。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的智能電網(wǎng)多目標(biāo)控制方法，其特征在于所述的數(shù)學(xué)模型的建立方法如下: 首先運(yùn)用模糊理論建立多目標(biāo)電網(wǎng)電能質(zhì)量各指標(biāo)的數(shù)學(xué)模型，設(shè)義是論域Xi = Ulmi ( fi (x) S^Mi, X G X} (i為目標(biāo)指標(biāo)的編號(hào):1,2,…，m)上的一個(gè)模糊子集，其在X處的隸屬度為巧e木)。如果有A (x)的模糊最優(yōu)集^使得:
全文摘要
本發(fā)明公開了一種智能電網(wǎng)多目標(biāo)控制系統(tǒng)及方法，該系統(tǒng)直接分離出負(fù)載電流諧波與無(wú)功分量，同時(shí)監(jiān)控電壓的波動(dòng)情況，運(yùn)用多目標(biāo)決策理論，并按不同的電能質(zhì)量調(diào)節(jié)目標(biāo)，協(xié)調(diào)APF、SVG、DVR等裝置工作模式，達(dá)到最大限度改善電網(wǎng)質(zhì)量的目的。本發(fā)明的智能電網(wǎng)多目標(biāo)控制系統(tǒng)，其主要由基于自適應(yīng)線性神經(jīng)元結(jié)構(gòu)諧波、無(wú)功檢測(cè)單元和控制器構(gòu)成，所述的基于自適應(yīng)線性神經(jīng)元結(jié)構(gòu)諧波、無(wú)功檢測(cè)單元主要由采樣單元、電流調(diào)理電路和控制單元構(gòu)成，采樣單元連接在帶有負(fù)載的電網(wǎng)電源上，采樣單元和控制單元之間由電流調(diào)理電路連接。
文檔編號(hào)H02J3/12GK103219724SQ20121006820
公開日2013年7月24日 申請(qǐng)日期2012年3月15日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月15日
發(fā)明者閆榮超, 晏祥彪, 李剛, 芮國(guó)強(qiáng), 吳開敏 申請(qǐng)人:南京亞派科技實(shí)業(yè)有限公司