采油厂配电网谐波抑制方法、装置、设备和存储介质与流程

本发明涉及配电网领域，特别涉及采油厂配电网谐波抑制方法、装置、设备和存储介质。

背景技术：

1、电网中不可避免包含具有非线性特征的负荷，并且电力电子设备会引入谐波干扰，因此其网内的功率因数、谐波含有率、三相电压不平衡度等电能质量指标可能会不满足要求。谐波会给电气装置带来额外的损耗，降低用电装置的用电效率；影响电网稳定运行；威胁电气设备安全，导致用电事故的发生。

2、传统治理谐波手段是使用无源滤波器，电容器和电抗器调谐恰当，可以滤除谐波，且结构简单，但只能实现固定补偿。有源滤波器克服了无源滤波器等传统装置的缺点，实现了动态跟踪补偿，而且可以既补谐波又补无功但由于电力电子器件容量和电压等级的限制。

3、发明人经过研究发现，现有技术中的采用有源滤波器实现配电网谐波抑制时，至少存在以下缺陷：

4、由于单独有源滤波器补偿谐波容量有限，因此只能适用于需要低电压、小容量的补偿的应用环境中，且价格较高，因此，该配电网谐波抑制应用于采油厂的场景中时，要么会大大的增加设备的投入成本，要么就会容易因补偿谐波容量有限而影响电网的稳定运行。

5、上述公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

技术实现思路

1、本发明的目的在于可以低成本的实现配电网谐波抑制。

2、本发明提供了一种采油厂配电网谐波抑制方法，包括步骤：

3、s11、根据所选择的谐波控制目标节点，实时获取检测线路的电流畸变率和配电母线的电压畸变率，并根据检测线路的电流畸变率，以及配电母线的电压，确定谐波补偿容量需求；

4、s12、根据抽油机的额定功率、其可控整流变频器的额定容量，和，下冲程倒发电峰值功率，确定单一可控整流变频器的单一谐波补偿容量；

5、s13、根据所述谐波补偿容量需求和单一谐波补偿容量，确定用于谐波治理的抽油机的需求组数；并根据下冲程在冲程周期中的时间占比确定每组中抽油机的数量；

6、s14、获取各抽油机的平衡块角度值，根据预设规则从采油厂的抽油机中确定一组抽油机内的目标抽油机并对各目标抽油机进行排序；所述预设规则包括，相邻目标抽油机间的平衡块角度值相差360/s度；其中s为每组抽油机中目标抽油机的数量；

7、s15、将组内目标抽油机的各可控整流变频器聚合为谐波治理装置，包括：组内各目标抽油机的可控整流变频器进入下冲程倒发电时进入滤波状态；所述可控整流变频器进入滤波状态包括，控制所述可控整流变频器增加输出实现单一谐波补偿容量所需的电流量。

8、优选的，在本发明中，还包括：

9、s16、判断所述检测线路的电流畸变率及配电母线的电压畸变率是否满足要求，如果否，增加所述目标抽油机的需求组数的数值并返回步骤s14。

10、优选的，在本发明中，包括：

11、每组抽油机包括5个；

12、优选的，在本发明中，所述根据抽油机的额定功率、其可控整流变频器的额定容量，和，下冲程倒发电峰值功率，确定单一可控整流变频器的单一谐波补偿容量，包括：

13、单一谐波补偿容量＝k(1-下冲程倒发电峰值功率/额定容量)；其中，k为安全裕量，取值范围包括60％-90％。

14、优选的，在本发明中，进入滤波状态的所述可控整流变频器同时工作在逆变回馈电能和谐波治理状态。

15、优选的，在本发明中，所述一组抽油机内的目标抽油机，包括：

16、组内的目标抽油机型号相同。

17、优选的，在本发明中，还包括：

18、当某一目标抽油机距离其前和其后的相邻目标抽油机的角度值的差值大于(360/s+x)度时，从采油厂的抽油机中重新确定一个目标抽油机作为代替；重新确定的目标抽油机距离其前和其后的相邻目标抽油机的角度值的差值小于(360/s+y)度；其中x为最大误差值；y为初始误差值。

19、优选的，在本发明中，还包括：

20、将负载率低于预设阈值的抽油机的可控整流变频器确定为辅助切换变频器；

21、将自新切入的目标抽油机的可控整流变频器进入滤波状态时至原出力的目标抽油机的可控整流变频器退出时确定为重叠时间段；所述重叠时间段内：原出力的目标抽油机阶梯式的逐步降低谐波补偿出力至谐波补偿出力为0，所述辅助切换变频器承担无差控制功能，新切入的目标抽油机的可控整流变频器进入滤波状态达到预设时间后，阶梯式的逐步增加谐波补偿出力。

22、优选的，在本发明中，所述可控整流变频器采用igbt可控整流器，在其进入滤波状态时不影响变频器回馈功能，只占用变频器容量。

23、在本发明的另一面，还提供了一种采油厂配电网谐波抑制装置，包括：

24、需求计算单元，用于根据所选择的谐波控制目标节点，实时获取检测线路的电流畸变率和配电母线的电压畸变率，并根据检测线路的电流畸变率，以及配电母线的电压，确定谐波补偿容量需求；

25、补偿计算单元，用于根据抽油机的额定功率、其可控整流变频器的额定容量，和，下冲程倒发电峰值功率，确定单一可控整流变频器的单一谐波补偿容量；

26、组数计算单元，用于根据所述谐波补偿容量需求和单一谐波补偿容量，确定用于谐波治理的抽油机的需求组数；并根据下冲程在冲程周期中的时间占比确定每组中抽油机的数量；

27、建组单元，用于获取各抽油机的平衡块角度值，根据预设规则确定一组抽油机内的目标抽油机并对各目标抽油机进行排序；所述预设规则包括，相邻目标抽油机间的平衡块角度值相差360/s度；其中s为每组抽油机中目标抽油机的数量；

28、聚合单元，用于将组内目标抽油机的各可控整流变频器聚合为谐波治理装置，包括：组内各目标抽油机的可控整流变频器进入下冲程倒发电时进入滤波状态；所述可控整流变频器进入滤波状态包括，控制所述可控整流变频器增加输出实现单一谐波补偿容量所需的电流量。

29、优选的，在本发明中，还包括：

30、组数更新单元，用于判断所述检测线路的电流畸变率及配电母线的电压畸变率是否满足要求，如果否，增加所述目标抽油机的需求组数的数值并返回抽油机组构建单元。

31、在本发明的另一面，还提供了一种采油厂配电网谐波抑制设备，包括：

32、存储器，用于存储计算机程序；

33、处理器，用于调用并执行所述计算机程序，以实现如上任一项所述的采油厂配电网谐波抑制方法的各个步骤。

34、在本发明实施例的另一面，还提供了一种存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，实现如上任一项所述的采油厂配电网谐波抑制方法的各个步骤。

35、所述配电网谐波抑制设备包括存储在介质上的计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，当所述程序指令被计算机执行时，使所述计算机执行以上各个方面所述的方法，并实现相同的技术效果。

36、与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

37、本发明提供的聚合式配电网谐波抑制方法，根据采油厂中抽油机上下冲程耗能量不同这一特性，利用了抽油机下冲程中可控整流变频器的剩余容量，来作为变频器可用容量，通过连续接力的增加输出实现单一谐波补偿容量所需的电流量方式，将多个抽油机下冲程中可控整流变频器聚合为配电网的谐波治理装置，进而实现谐波治理功能。由于本发明可以根据现有装置(即，抽油机及其可控整流变频器)进行改装，无需增加额外的设备投资，因此能够减小占地面积，节约设备投资成本。本发明采用现有设备动态剩余容量，治理波动谐波源，挖掘了现有设备的潜力，提高了波动系统运行稳定性。

38、上述说明仅为本发明技术方案的概述，为了能够更清楚地了解本发明的技术手段并可依据说明书的内容予以实施，同时为了使本发明的上述和其他目的、技术特征以及优点更加易懂，以下列举一个或多个优选实施例，并配合附图详细说明如下。