專利名稱：一種智能電網多目標控制系統及方法
技術領域：
本發明涉及一種控制系統及方法，尤其涉及一種智能電網多目標控制系統及方法。
背景技術：
隨著經濟的發展，電力系統中非線性用電設備，特別是電力電子裝置(如:相控整流器、變頻調速裝置)的迅速增多和應用日益廣泛，產生的諧波和無功電流對電力系統的污染也日趨嚴重。在現代電網中，電動機、工頻爐、熒光燈等感性負載占據相當大比重，它們在消耗有功功率的同時，還需要吸收大量的無功功率。公用電網中出現的這些諧波與無功功率，將導致設備及線路損耗增加，引起電壓閃變、頻率變化和三相不平衡，致使電網的電能質量嚴重惡化，影響輸電效率和設備壽命，同時也會影響供電企業的經濟效益，嚴重時甚至危及到電力系統的安全運行。為了解決這些問題，人們研制出了用于補償無功的靜止無功發生器(SVG)、用于穩定電網電壓的動態電壓調節器(DVR)、用于補償諧波的有源電力濾波器(APF)、用于調節功率因數的功率因數調節器及超導限流器等電能質量調節裝置，在同一小型配電網中為了達到使電網安全、可靠運行的目的，可能需要幾種裝置同時投入使用，如何使它們能夠協調工作而不對電網帶來二次污染成為大家研究的一個重要課題。因此需要開發一種新的智能電網多目標控制方法，協調APF、SVG、DVR等裝置工作模式，達到最大限度改善電網質量的目的。

發明內容
本發明的目的是解決上述現有技術中存在的不足和問題，提供一種智能電網多目標控制系統，該系統直接分離出負載電流諧波與無功分量，同時監控電壓的波動情況，運用多目標決策理論，并按不同的電能質量調節目標，協調APF、SVG、DVR等裝置工作模式，達到最大限度改善電網質量的目的。同時本發明還提供智能電網多目標控制方法。本發明的技術方案如下:本發明的智能電網多目標控制系統，其主要由基于自適應線性神經元結構諧波、無功檢測單元和控制器構成，所述的基于自適應線性神經元結構諧波、無功檢測單元主要由采樣單元、電流調理電路和控制單元構成，采樣單元連接在帶有負載的電網電源上，采樣單元和控制單元之間由電流調理電路連接。本發明的智能電網多目標控制系統，其進一步的技術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上并與電流調理電路連接，采集電網側的電壓和負載側的電流。本發明的智能電網多目標控制系統，其進一步的技術方案還可以是所述的控制器由數字信號處理器DSP2812及外圍相關電路組成，根據由采樣單元、電流調理電路傳送過來的電壓信號來實現諧波、無功電流的檢測，并根據檢測結果，采用模糊多目標控制策略，分析出各性能指標的優劣程度，通過CAN或MODBUS協議發出控制指令，啟動相關的電能質量調節裝置，如APF、SVG等。更進一步的技術方案是所述的控制器工作過程如下:(1)將采樣得到的電網側電壓值ea(t)、eb(t)、e。(t)，采用過零點檢測法鎖定相位；將非線性負載側的電流
權利要求
1.一種智能電網多目標控制系統，其特征在于主要由基于自適應線性神經元結構諧波、無功檢測單元和控制器構成，所述的基于自適應線性神經元結構諧波、無功檢測單元主要由采樣單元、電流調理電路和控制單元構成，采樣單元連接在帶有負載的電網電源上，采樣單元和控制單元之間由電流調理電路連接。
2.根據權利要求1所述的智能電網多目標控制系統，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上并與電流調理電路連接，采集電網側的電壓和負載側的電流。
3.根據權利要求1所述的智能電網多目標控制系統，其特征在于所述的控制器由數字信號處理器DSP及外圍相關電路組成，根據由采樣單元、電流調理電路傳送過來的電壓信號來實現諧波、無功電流的檢測，并根據檢測結果，采用模糊多目標控制策略，分析出各性能指標的優劣程度，通過通訊協議發出控制指令，啟動相關的電能質量調節裝置。
4.根據權利要求3所述的智能電網多目標控制系統，其特征在于所述的控制器工作過程如下: (1)將采樣得到的電網側電壓值ea(t)、eb(t)、ec;(t)，采用過零點檢測法鎖定相位；將非線性負載側的電流iLa(t)、iLb(t)、iLe(t)通過DQ變換后的到正序分量、負序分量、零序分量信息； (2)根據提取出基波電流正、負序分量及零序分量信息后，采用自適應神經元網絡方法建立誤差函數=去<。通過連續地調整網絡的權值Wk來實現網絡的收斂，進而得到三相基波各序次分量的大小，然后將負載電流減去各序次分量就可計算出負載電流中所含的諧波及無功電流的大小； (3)數字信號處理器DSP根據檢測到的諧波、無功、電壓及功率因數各種指標，建立優屬度矩陣，根據優屬度矩陣極大極大方法，對電網性能指標優劣性排名； (4)控制器通過通訊協議為AFP、SVG、DVR等裝置下發啟動與否的指令。
5.一種如權利要求1-4任一所述的智能電網多目標控制方法，其特征在于包括以下步驟: ①采用基于自適應線性神經元結構的諧波檢測方法，檢測分離出負載電流基波各序分量、諧波分量及電網中的無功分量； ②運用模糊多目標決策理論，根據步驟①中檢測出的各種指標的特點，得出其數學模型，并將各目標的指標值聯立構成相對優屬度矩陣，分析出各電網指標的優先級，經過仿真，得出目標電能質量的控制排序； ③通過對電能質量指標性能優劣性實時排序，優化各裝置的工作順序，協調包括APF、SVG, DVR在內的各種裝置的工作模式。
6.根據權利要求5所述的智能電網多目標控制方法，其特征在于所述的數學模型的建立方法如下: 首先運用模糊理論建立多目標電網電能質量各指標的數學模型，設義是論域Xi = Ulmi ( fi (x) S^Mi, X G X} (i為目標指標的編號:1,2,…，m)上的一個模糊子集，其在X處的隸屬度為巧e木)。如果有A (x)的模糊最優集^使得:
全文摘要
本發明公開了一種智能電網多目標控制系統及方法，該系統直接分離出負載電流諧波與無功分量，同時監控電壓的波動情況，運用多目標決策理論，并按不同的電能質量調節目標，協調APF、SVG、DVR等裝置工作模式，達到最大限度改善電網質量的目的。本發明的智能電網多目標控制系統，其主要由基于自適應線性神經元結構諧波、無功檢測單元和控制器構成，所述的基于自適應線性神經元結構諧波、無功檢測單元主要由采樣單元、電流調理電路和控制單元構成，采樣單元連接在帶有負載的電網電源上，采樣單元和控制單元之間由電流調理電路連接。
文檔編號H02J3/12GK103219724SQ20121006820
公開日2013年7月24日 申請日期2012年3月15日 優先權日2012年3月15日
發明者閆榮超, 晏祥彪, 李剛, 芮國強, 吳開敏 申請人:南京亞派科技實業有限公司