一种基于PPC平台的谐波自动化治理方法及系统

本发明属于电场谐波治理的，具体涉及一种基于ppc平台的谐波自动化治理方法及系统。

背景技术：

1、随着风力发电技术的快速发展，风力发电机组大规模接入电网，特别是采用全功率变流器的风电机组，其核心并网设备：变流器，成为电网重要的谐波源，导致电力系统谐波问题日益突出。传统谐波治理方法一般采用在公共连接点（point of common coupling，pcc）加装有源/无源补偿装置，该方式存在投资成本高、无法从谐波根源抑制等问题。

2、目前，风电机组变流器自身具备一定的谐波抑制能力，但其控制参数一般是固定，无法实时响应电网背景谐波波动及风机自身工况变化引发的谐波特性改变。现有技术中，变流器参数调整多采用手动调整方式，无法根据实际谐波情况进行自适应优化。此外，缺乏统一的变流器控制平台对多个变流器进行集中管理和参数下发，导致谐波治理效率低下。

3、因此，需要一种能够实现谐波自动检测、智能判断、参数自动优化的谐波治理方法及系统。

技术实现思路

1、为了弥补现有技术的不足，本发明旨在提供一种基于ppc（power plant control）平台的谐波自动化治理方法及系统，可有效实现谐波自动检测及优化，提升风电场的电能质量。

2、一方面，本发明提供了一种基于ppc平台的谐波自动化治理方法，可在风电场pcc谐波超标时，自动识别并优化风电场谐波问题，达到提升风电场电能质量的目的。

3、所述的一种基于ppc平台的谐波自动化治理方法，包括以下步骤：

4、步骤1、数据采集：场控ppc平台分别实时采集各风机回路的三相电压ui、电流瞬时值ii（下标i=1、2、…、n，n为风场风机总台数）和pcc的三相电压upcc、电流瞬时值ipcc，并依据控制周期和通讯周期，刷新内部数据；

5、步骤2、谐波分析：场控ppc平台对三相电压、电流进行实时频谱分析，判断及定位引起pcc谐波超标的原因，并确定目的风机编号；

6、步骤3、参数优化：变流器ppc平台接收场控ppc平台的优化指令后，启动优化算法进行参数优化，并将优化后参数下发至各风机变流器执行；

7、步骤4、参数下发：变流器ppc平台的参数下发模块将优化后的控制器参数和滤波器参数实时更新至目标风机的变流器上位机控制程序中，变流器立刻基于新参数运行。

8、进一步地，所述步骤2中，谐波分析环节，所述场控ppc平台具体执行以下内容：

9、步骤2.1、场控ppc平台的谐波分析模块分别对步骤1中pcc的三相电压upcc、电流瞬时值ipcc进行实时频谱分析，精确计算各阶次谐波含有率及总谐波畸变率，判断电网侧整体谐波水平是否超标，若超标，优化指令置1，反之，优化指令置0；对步骤1中各风机回路的三相电压ui、电流瞬时值ii进行实时频谱分析，得出各阶次谐波电流幅值和相位；

10、步骤2.2、根据pcc各阶次谐波电流、谐波电压和各风机回路各阶次谐波电流幅值、相位结果，判断pcc和各回路风机谐波含量是否超标，并确定目的风机编号；

11、步骤2.3、场控ppc平台的参数下发模块将目标风机编号、目标阶次谐波含有率及优化指令下发至变流器ppc平台。

12、进一步地，所述步骤3中，参数优化环节，所述的变流器ppc平台具体执行以下内容：

13、步骤3.1、变流器ppc平台的参数接收模块接收场控ppc平台的优化指令后，启动优化算法进行参数优化；

14、步骤3.2、变流器ppc平台的参数优化模块进行控制器参数优化：针对目标风机编号和目标阶次谐波，优化电流内环控制器中对应次数的谐振控制支路的积分增益in，逐步增大积分增益in（建议在原基础上每次增大10%）；

15、步骤3.3、变流器ppc平台的参数优化模块同步进行滤波器参数优化：调整控制系统中用于提取目标阶次谐波分量的滤波器中心频率f0和品质因数q；将滤波器中心频率f0设置为该目标阶次谐波频率，并优化品质因数q值（建议在原基础上每次增大5%），以确保准确提取出谐波反馈信号，同时避免引入过多噪声或影响系统稳定性。

16、另一方面，本发明提供了一种基于ppc平台的谐波自动化治理系统，用以执行上述的基于ppc平台的谐波自动化治理方法。该系统主要针对风电机组并网的大型风电场谐波治理，可实时检测和分析各风机回路和pcc谐波，并对变流器参数进行自动修改下发，实现风电场谐波自动化治理。

17、所述的一种基于ppc平台的谐波自动化治理系统，包括：

18、场控ppc平台，放置于风电场升压站中，包括数据采集模块、谐波分析模块和参数下发模块ⅰ；

19、变流器ppc平台，用于接收场控ppc平台指令，负责变流器控制器参数和滤波器参数优化，并将优化后参数下发至各风机的变流器执行，包括参数接收模块、参数优化模块和参数下发模块ⅱ；

20、通讯装置，负责实现场控ppc平台和变流器ppc平台的各模块及平台之间的数据交互。

21、进一步地，所述场控ppc平台中，数据采集模块采集互感器的电压、电流信号，然后将信号传输至谐波分析模块；谐波分析模块负责进行实时频谱分析判断及定位谐波问题，并将目标风机编号、目标阶次谐波含有率及优化指令传输至参数下发模块ⅰ；参数下发模块ⅰ接收指令后将接受的指令下发至变流器ppc平台的参数接收模块。

22、进一步地，所述变流器ppc平台中，参数接收模块接收来自场控ppc平台的参数下发模块ⅰ的目标风机编号、目标阶次谐波含有率及优化指令，并将接收的指令传输至参数优化模块；参数优化模块负责根据接收的指令，进行控制器参数和滤波器参数的优化，并将优化后的参数传输至参数下发模块ⅱ；参数下发模块ⅱ负责将优化后的参数下发至变流器执行。

23、与现有技术相比，本发明有以下优点：

24、1）本发明通过修改风电机组变流器控制参数，从谐波产生源头（变流器控制）进行优化，可避免额外增加谐波抑制设备，降低风电场投资成本。

25、2）本发明通过实时分析，可精准定位目标机组及目标阶次谐波，可点对点实现精准控制，同时还可自动调整变流器控制参数和滤波器参数，可有效实现谐波自动检测及优化，提高谐波治理效率，进一步提升风电场的电能质量。

1.一种基于ppc平台的谐波自动化治理方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种基于ppc平台的谐波自动化治理方法，其特征在于，所述步骤2中，谐波分析环节，所述场控ppc平台具体执行以下内容：

3.根据权利要求2所述的一种基于ppc平台的谐波自动化治理方法，其特征在于，所述步骤3中，参数优化环节，所述的变流器ppc平台具体执行以下内容：

4.一种基于ppc平台的谐波自动化治理系统，用以执行权利要求1-3任一项所述的基于ppc平台的谐波自动化治理方法，其特征在于，包括：

5.根据权利要求4所述的一种基于ppc平台的谐波自动化治理系统，其特征在于，所述场控ppc平台中，数据采集模块采集互感器的电压、电流信号，然后将信号传输至谐波分析模块；谐波分析模块负责进行实时频谱分析判断及定位谐波问题，并将目标风机编号、目标阶次谐波含有率及优化指令传输至参数下发模块ⅰ；参数下发模块ⅰ接收指令后将接受的指令下发至变流器ppc平台的参数接收模块。

6.根据权利要求4所述的一种基于ppc平台的谐波自动化治理系统，其特征在于，所述变流器ppc平台中，参数接收模块接收来自场控ppc平台的参数下发模块ⅰ的目标风机编号、目标阶次谐波含有率及优化指令，并将接收的指令传输至参数优化模块；参数优化模块负责根据接收的指令，进行控制器参数和滤波器参数的优化，并将优化后的参数传输至参数下发模块ⅱ；参数下发模块ⅱ负责将优化后的参数下发至变流器执行。