一种用于冲击性负荷的动态无功功率补偿方法.pdf

第 4 1卷 第 7期 2 0 1 5年 7月 工矿 自 动化 I n du s t r y a nd M i ne Aut oma t i on Vo 1 ． 41 NO ． 7 J u 1 ．2 0 1 5 文章 编 号 1 6 7 1 2 5 1 X 2 0 1 5 0 7 0 0 6 8 0 5 D OI 1 0 ． 1 3 2 7 2 ／ j ． i s s n ． 1 6 7 1 2 5 1 x ． 2 0 1 5 ． 0 7 ． 0 1 6 赵强松 ， 崔丹丹 ， 彭喜英 ， 等． 一种用于冲击性负荷 的动态无功功率补偿方法E J ] ． 工矿 自动化 ， 2 0 1 5 ， 4 1 7 6 8 7 2． 一 种用于冲击性负荷的动态无功功率补偿方法 赵 强松 ， 崔丹 丹 ， 彭喜 英 ， 韩 亚丽 1 ． 中原工学院 信息商务学院，河南 郑州4 5 0 0 0 7 ；2 ． 南京航空航天大学 自动化学院， 江苏 南京2 1 0 0 1 6 摘要 针对冲击性 负荷造成的供 电系统功率 因数低、 电压跌 落和 闪变等 电能质量 问题， 提 出了一种快速 晶 闸管投 切 电容 器 动 态无功补 偿 方 法 。该 方 法采 用基 于 改进 瞬时 无功 理论 的无 功 电流检 测 算法 和新 型不 完 全微分 P I D控制算法对冲击性 负荷进行 快速 无功补偿 。实验结果表 明， 该方法不仅 可以提 高 系统功率 因 数 ， 而且 可 以稳 定 变压 器输 出端 电压 ， 增 强 系统 的控制 精度 和 响应 速度 。 关 键 词 冲击性 负荷 ；动 态无 功补偿 ；瞬 时无 功理 论 ；不 完全微 分 P I D控 制 中图分 类号 TD 6 1 1 文献 标 志码 A 网络 出版 时 间 2 0 1 5 0 7 0 1 1 1 1 5 网络 出版地 址 h t t p ／ ／ www． c n k i ． n e t ／ k c ms ／ d e t a i l ／ 3 2 ． 1 6 2 7 ． T P ． 2 0 1 5 0 7 0 1 ． 1 1 1 5 ． O 1 6 ． h t m1 A c o mp e ns a t i o n me t h o d o f dy n a mi c r e a c t i v e p o we r f o r i mp a c t l o a d ZHAO Qi a n g s o n g 一， CUI Da n d a n ， PENG Xi y i n g ，HAN Ya l i 1 ． Co l l e g e o f I n f o r ma t i o n a n d Bu s i n e s s ，Z h o n g y u a n Un i v e r s i t y o f Te c h n o l o g y， Zhe n gz ho u 45 0 0 07，Ch i na； 2 ． Au t o ma t i o n Co l l e g e ，Na n j i n g Un i v e r s i t y o f Ae r o n a u t i c s a n d As t r o n a u t i c s ，Na n j i n g 2 1 0 0 1 6 ，Ch i n a Ab s t r a c t I n vi e w o f p owe r q ua l i t y pr o bl e ms o f l ow po we r f a c t o r ， v o l t a ge d i ps a nd f l i c ke r o f po we r s y s t e m c a us e d b y i mpa c t l o a d， a c o m p e ns a t i on me t h od o f dy na m i c r e a c t i ve p o we r wi t h f a s t t h yr i s t or s wi t c he d c a p a c i t or wa s pu t f o r wa r d． The me t ho d a d op t s r e a c t i ve c ur r e n t de t e c t i o n a l g o r i t hm b a s e d o n i mp r o v e d i n s t a n t a n e o u s r e a c t i v e p o we r t h e o r y a n d t h e n e w t y p e o f i n c o mp l e t e d i f f e r e n t i a l P I D c o n t r o l a l go r i t hm t o l a s t l y c o m p e ns a t e r e a c t i v e o f i mpa c t l o a ds ． The e x pe r i m e n t a l r e s ul t s s ho w t ha t t h e m e t ho d n ot o nl y c a n i mpr o ve p o we r f a c t or of t he s y s t e m ，but a l s o c a n s t a bi l i z e v ol t a ge o f t he t r a n s f or me r o ut put ， e n ha n c e c ont r ol pr e c i s i on a n d r e s p ons e s p e e d of t h e s ys t e m ． Ke y wo r ds i mpa c t l o a d；d yn a mi c r e a c t i ve po we r c o m pe ns a t i o n；i ns t a n t a n e ou s r e a c t i v e p owe r t he o r y； i n c o mpl e t e d i f f e r e n t i a l PI D c on t r ol 0 引 言 随着煤矿电力设备的发展 ， 新 投入 的大型直流 拖动提升机和强力带式输送机等非线性 、 冲击性负 荷给煤矿电网带来 了各种 电能质量问题 ， 同时给煤 矿安全生产也带来了隐患。典型冲击性负荷对供 电 系统 的影 响 主要 体 现在 3个方 面 _ 1 ] ① 快速 多 变 的 无功功率冲击引起公共连接点 P C C 严重的电压波 动 和 闪变 。② 三 相 电气 参 数 的不 对 称 产 生 大 量 的 负 序 电流 ， 导致 电 网电压 不对 称 。③ 负 荷 的非线 性 环节产生丰富的谐波 电流 ， 造成 电网谐波污染 。为 了解决负荷 冲击影响， 人们研制了多种补偿装置 ， 利 用补偿装置能够适应负荷 电流的突变 ， 快速补偿 负 荷动态无功需求 ， 抑制电压波动和闪变， 提高功率因 数 ， 减小或滤除负荷谐波电流。 能对冲击性负荷进行无功和不平衡补偿的装置 收稿 日期 2 0 1 5 0 1 2 2 ； 修回 日期 2 0 1 5 0 5 1 2 ； 责任编辑 张强 。 基金 项目 河南 省高等学校重 点科研项 目 1 5 A 4 1 3 0 2 0 。 作者简介 赵强松 1 9 8 2 一 ， 男 ， 河南杞县人 ， 讲师 ， 博士研究生 ， 研究方向为电力系统谐波抑制及无功补偿 ， E ma i l z h a o q i a n g s o n g 1 2 6 ． c o rn。 2 0 1 5 年 第 7期 赵 强松 等 一种 用 于冲 击性 负荷 的动 态无功 功 率补偿 方 法 6 9 主要有 3类 ① 利用 晶闸管控制电抗器 固定电容 器 Th y r i s t o r Co n t r o l l e d Re a c t o r Fi x e d Ca p a c i t y， TC R F C或 晶 闸 管 投 切 电 容 器 Th y r i s t e r S wi t c h e d C a p a c i t o r ， TS C 结 构形式 的静止无 功补 偿 装 置 S t a t i c Va r C o mp e n s a t o r ，S VC [ 2 ； ② 静 止 无 功 发 生 器 S t a t i c Va t Ge n e r a t i o n ，S VG _ 5 或 静止同步补偿器 DS TAT c OM [ ； ③ 有源电力滤 波器 Ac t i v e P o we r F i l t e r ， AP F [ 8 ] 。其 中 TS C因 具有投切响应速度快、 控制简单 、 不产 生浪涌 电流 、 成本低、 谐波含量小等特点广泛应用 于冲击性负荷 的无 功补 偿 [ 3 - 4 , 9 ] 。与 TS C相 比 ， S VG 和 AP F控制 技术先进 ， 补偿速度快 ， 但是控制算法复杂 ， 自身会 产生谐波 ， 单位投资大 ， 因此 ， 目前大功率场合 ， T S C 应 用 广泛 。 TS C补偿装置 的响应速度是影 响补偿效果 的 关键 因素， 而冲击性负荷产生 的大量谐波使得无 功 电流的快速准确检测变得 困难 ， 并且 TS C控制器也 会影响无功补偿 的精度 。为此， 本文结合煤矿电力 设备 中冲击性负荷带来 的电能质 量问题 ， 在传统 瞬 时无 功功 率理 论基 础 上 ， 提 出 了一种 基 于 改进 无 功 电流检测算法和新 型不 完全微分 P I D控制算法 的 TS C动态无功补偿方法， 仿真实验验证 了该方法能 够有效解决供电系统的电能质量问题 。 1 补偿 装置 结构 及 补偿 原理 冲击性负荷一般工作 在三相 四线制配电网中， 三相 TS C补偿装置 电路结构如图 1所示 ， 由补偿电 容器 C 一 C 。 、 双 向导通 晶 闸管 、 限流 电抗 器 L、 控制 器 和冲击 性 感 性 不 平 衡 负 荷 构 成 。TS C动 态 无 功 补偿 的工作原理 根据传感器采集的电压电流信号 和锁相环确定相位角 ， 由瞬时无功 电流检测算法得 到 指令 电流 ， 经 过新 型 P I D 控 制 器得 到 驱 动 晶闸 管 投切命令 ， 控制电容器实时投切 ， 最终达到改善电能 质 量 的 目的 。 、r l 墨古 古 无功电 流检测 冲击性不 新型 平衡负荷 臂 _J L J L 投切 PID 控制器 C c 2 ； Cl 命令 图 1 三相 TS C补偿装置 电路结构 2 新型 无功 电流 检测 算法 电力 系统 无 功 补偿 的核 心 是无 功 电 流 的补 偿 ， 因此 ， 无功电流的准确检测是无功补偿系统的关键 。 三相 系统 电压 电流 含 有 谐 波 或 三相 不 对 称 时 ， 无 功 电流 的检 测变 得 困难 。 目前 ， 无 功 电 流检 测 方 法 主 要有 2 种 基于快速傅里叶变换 F F T 的方法和基 于无功功率理论 的方法。由于基于 F F T 的无功 电 流检测需要先检测一个周期的无功电流信号 ， 再进 行计 算 ， 因此 ， 实 时性较 差 。而基 于无 功功率 理论 的 无功 电流检测方法可以实时地检测无功电流， 因而， 该方 法 及 其 改 进 方 法 越 来 越 受 到 研 究 者 的 关 注 。 Ⅲ] 。 传统瞬时无功功率理论是基于正弦对称三相 电 压和对称负载电路系统 的。三相三线制 电路 i p - i 。 无功电流检测方法 中， 设 “ ， ， 和 i ， i ， i 分别 为三相 电路各相电压和电流的瞬时值 ， 经 变换 ， 得 到如 下公式 ] 一 C 3。 L 口J C 3 。 L Z 口J | 2I ．, 3 2 一，＼ ／ c嘲 1 2 4 3 2 1 2 3 4 式中 ， 和i ， i 口 分别为三相电压和电流经口 一 变 换 后得 到 的 两 相 瞬 时 电压 和 电流 值 ； C 3 为变 换 矩 阵 ； c 一2 in co t -- C O S __ ． t]CO S cot sln cot 。 电流 i ， i 经式 4 转 换 后 ， 再 经 过 低 通 滤 波 器 可 以得 到有功 直流 分量 i 和 无功 直流 分量 i 。 传统 瞬时有功 电流和无 功电流的检测原理如 图 2所示 ， 其中 P L L为锁相环 ， L P F为低通滤波器。 图 2 传统瞬时有功电流和无功电流的检测原理 显然 ， 只需知道相 同时刻三相电压和 电流的瞬 1 23 I ～ 2 一2 1 0 7 O 工矿 自动 化 2 0 1 5年 第 4 1卷 时值 即可算 出无功电流 ， 与 F F T相 比， 大大减少 了 计 算量 和 时间 。以上理论 是 建立 在三 相 电力 系统基 础 上 的 ， 因此 ， 并 不适 应 于单 相 电力 系 统 。然 而如果 将 每相 电流构造 出对 称 的 三 相 电 流 ， 则 瞬 时无 功 理 论将适用于单相 系统。对 于三相 四线 制不平衡 负 载 ， 只要将构造的单相检测法分别用于各相， 就可既 快 又 准地 测 出各 相 的谐 波含 量 和无功 电流[ 1 。 设 i 。 为单相电路 电流的瞬时值 ， 为构造三相 电流的幅值 ， i ， i ， i 。分别 为 由 i 。 构造 的三相对 称 电流 ， 令 i 一i ， 则 i l I s i n叫t 5 9 i 2 s i n o t 一 7 c 6 O i 3一 工 s i n wt 一丌 7 ． 由单相电流构造三相平衡电流的原理如图 3所 示 ， 其 中 T一2 兀 。由图 3可知 ， 针对三相 四线制不平 衡电力系统或单相 电力 系统 ， 可 以对每一相单独使 用瞬 时无 功 功率进 行 无 功 电流 的 检 测 ， 然 后 进 行 针 对性的无功补偿。其他两相 电流也可以根据同样 的 原理 进 行构 造 。 比较 图 2和 图 3可 以 发现 ， 图 3扩 展 了图 2的应 用 范 围 ， 使 不 能用 于单 相 电力 系 统 的 传统无功功率理论经改进后能够应用在单相电力系 统上 。 图 3 由单相 电流构造 三相 平衡 电流原理 3新型 P I D 控制 器 的设计 闭环系统控制器可以根据精度要求将输 出误差 控制在一定范围内。煤矿供电系统 中的快速冲击性 负荷 容易 造 成 电压 的剧烈 波动 ， 当负载 突然 变化 时 ， 传统 的 P I D控制器 的微 分作用 只在第 1个周期里 起作 用 ， 并 不能 在整 个 调 节 过 程 中按 误 差变 化 的趋 势起作用 ， 而且微分作用在第 1个周期 内较强 ， 容易 引起调节过程 的振荡 为了克服传统 P I D控制器 的缺点 ， 对传统 P I D控制器加 以改进 ， 采用不完 全 微分 P I D算法 ， 其离散表达形式为 乱 一 一 1 K。 F e n 一 e n一 1 ] 个 K P g K 等 E e n 一2 e n 一1 』 I 』 P 一 2 ] 8 式 中 K ， T ， T 。分 别 为控 制器 的 比例 系数 、 积 分 时 间 常数 和微 分 时间常 数 ； T为 采样周 期 。 本文所 设计 的控制器采用闭环控制策略 ， 可以 得到满意的稳态精度 ， 具有补偿精度高 、 抗扰动性好 的特点 。控制过程 首先根据采集到的三相 电路各 相电压和电流的瞬时值 ， 经过坐标变换等计算 ， 得出 指令电流 ， 然后将其与 T S C装置输出反馈 电流的差 值送人所设 计的控制器 ， 最后产 生触发脉 冲， 控 制 TS C投切。不完全微分 P I D控制器控制框图如图 4 所示 。 图 4 不完全微分 P I D控制器控制框 图 4仿 真验 证 与分析 为 了验 证 基于 瞬 时无功 理论 的改 进无 功 电流检 测算法和不完全微分 P I D控制器 的效果 ， 以煤矿常 用 的大型拖 动提升 机为 例， 采 用 Ma t l a b ／ S i mu l i n k 进 行仿 真 。首 先采用 提 出 的无 功 电流 检测 算法 检 测 出系 统瞬 时无 功 电流 ， 无 功 电流 指 令 输 入 到 不 完 全 微分 P I D控制器， 经过计算 ， 发出 T S C装置投切命 令 ， 完 成无 功补 偿 。 大型 拖动 提升 机 的频繁 启 动对矿 井 电 网造成 了 无 功 冲击 和高 次谐 波污 染 。提升 机供 电电源采 用 变 压器直接供 电， 供电变压器容量为 1 6 0 0 k VA， 电压 变 比为 1 0 ／ 0 ． 4 k V。无 功 补 偿 电 路 如 图 1所 示 ， 三相电容器采用星形带 中线接法 ， 各相都为不等容 分布 ， 按1 2 4 8 比例 ， 单位无功容量为 3 4 ． 5 k v a r ， 每相都为 1 6 种组合方式 。由于实际工程 中的力率 考核 往往 是指 三相 总 功率 因数 是否 达标 ， 所 以 ， 三 相 不平衡负荷无功补偿的首要 目标为提高三相总功率 因数 ] 。 0 ～ 6 S内未 投 入 T S C 无 功 补 偿 装 置 的 系 统 三相 总 功率 因数如 图 5所 示 。由 于三相 不平 衡 冲击 性 负荷 的存 在 ， 导 致 系 统 三 相 总 功率 因数 频 繁 波 动 且总功率因数平均值较低 ， 为 0 ． 7 左右 。 答 U 裁 圜 褥 0 1 2 3 4 5 6 f ／s 图 5 未投入 TS C无功补偿装置时 的三相 总功率因数 1 S 时投入 TS C无功补偿装置， 补偿前后 的系 统 三相 总 功率 因数 如 图 6所 示 。从 图 6可 看 出 ， 投 2 0 1 5年 第 7期 赵 强松 等 一种 用 于 冲击性 负荷 的动 态无 功功 率补偿 方 法 7 1 入 TS C无功补偿装置后 ， 系统三相总功率因数 明显 改善 ， 补偿后的总功率 因数达到 0 ． 9 5以上 。 旨 U 籁 困 糌 U l Z j 4 5 6 t } 图 6 投 入 T S C无功 补偿 装置后 的三相 总功率 因数 拖 动提 升机 工作 时 会 引起 变 压器 输 出端 电压跌 落 ， 因此， 在补偿负载无功功率的同时要兼顾供电电 压质量 ， 保证供电电压偏差在允许 的范围之内。 1 S 时投入 TS C无功补偿装置 ， 补偿前后的变 压器 输 出端 的线 电压 有 效 值 U 如 图 7所 示 。从 图 7可看出， 补偿后变压器输 出端 电压明显提高 。 趔 获 出 皇 j i 图 7 TS C无 功 补 偿 装 置 投 入 前 后 的 变压器输 出端的线 电压有效值 T S C无 功 补偿 装 置投 入 前 后 的 A 相 电压 电流 波形如图 8所示。补偿前 ， 电流滞后于电压 ， 且滞后 角随着冲击性 负荷 的变化 而变化 。而补 偿后 1 S 后 ， 相位明显趋于一致 ， 且不随冲击性负荷 的变化 而 变 化 。A相 电压 也 得 到抬 升 并 趋 向于 额 定 电压 ， A相电流明显降低 ， 可 以增大电力变压器的出力。 2 0 0 0 l 5 0 0 1 0 0 0 5 o 0 O - 5 0 0 l 0 0 0 l 5 O O 2 0 0 0 O 8 0 ．9 1 ． 0 1 ． 1 1 ． 2 1 ．3 1 ．4 时 间／ s 图 8 TS C无 功 补 偿 装 置 投 入 前 后 的 A相 电 压 电 流 波 形 T S C无 功 补 偿装 置投 入 前 后 的 A 相 无 功 功 率 如图 9所示 。由图 9 可看出， 投入 TS C无功补偿装 置后 1 S 后 系统 A相 的无 功功率 迅速减小 ， 且一 直维持在较低的水平 ， 当系统中无功功率大于最小 补偿无功容量 3 4 ． 5 k v a r时， 控制器会触 发晶 闸管 动作 ， 更新电容器组合 ， 使系统无功维持在最小补偿 容量值之下 ， 达到补偿效果 。 动态响应速度决定了冲击性负荷无功补偿的效 3 O 色 1 ．5 囊 藻 - 。 ． 一 1 ．0 图 9 TS C无 功 补 偿 装 置 投 入 前 后 的 A 相 无 功 功 率 果 。为 验证 本文 提 出 的无 功 补 偿 方法 的动 态 性 ， 与 采 用 F F T检 测 无 功 电流 的无 功 补 偿 方 法 F F T 补 偿 方法 的响应 速度进 行 了对 比， 2种方 法 下 的无 功 动态 响 应 曲 线 如 图 1 O所 示 。从 图 1 O可 看 出 ， 在 1 ． 2 S 时切断提升机 回路 ， 系统无功功率减 少。尽管 本文提 出的无功补偿方法在补偿过渡过程 中无功量 有轻微波动 ， 但其响应速度优 于 F F T补偿方法 ， 且 响应 时间小 于 2 0 ms 。 言 2 褂 雷 图 l O 2种 方 法 F的 无 功 动 态 响 应 曲线 5结 语 针 对 冲击性 负荷 给煤 矿供 电系 统带来 的 电能质 量问题 ， 提出了一种基于改进无功电流检测算法和 新型不完全微分 P I D控制器的 TS C动态无功补偿 方法 。以大型拖动提升机为例 ， 根据实际工况 ， 采用 Ma t l a b ／ S i mu l i n k搭建了仿 真平 台， 仿真结果表 明， 该方法不仅可以对无功变化频繁的冲击性负荷进行 快速无 功 补偿 ， 提高 功率 因数 ， 而且 可 以稳 定 变压器 输出端 电压， 增强系统的控制精度和响应速度 。 参 考 文 献 [1 ] 刘 其辉 ， 蔚芳 ， 康 长路 ． 基于 电网电压定 向矢量 变换 的 S V C平衡 化补 偿策 略 [ J ] ．电工技术 学报， 2 0 0 9 ， 2 4 8 1 4 7 - 1 5 3 ． [ 2] 时鑫 ， 孙方纲． TC R动态无功 补偿 装置在煤 矿 中的应 用 [ J ] ． 工矿 自动化 ， 2 0 0 3 ， 2 9 2 1 4 1 7 ． [ 3] 周晓华 ， 叶洪涛， 王荔芳， 等． 一种基于生物智能控制 的静止无 功补偿 器控制 系统 [ J ] ． 工矿 自动 化 ， 2 0 1 2 ， 3 8 8 6 3 - 6 6 ． [ 4] 丁祖军， 刘保连， 丁卫红． T S C快速控制算法设计与 应用E J 3 ． 电力 自动化设备 ， 2 0 1 0 ， 3 0 8 6 3 6 6 ． ＼ 褥 芦＼ 幽脚 第 4 1卷 第 7期 2 0 1 5年 7月 工矿 自 动 化 I ndu s t r y a nd M i ne Aut oma t i on Vo l _ 4 1 NO ． 7 J u 1 ．2 01 5 文章 编 号 1 6 7 1 2 5 1 X 2 0 1 5 0 7 0 0 7 2 0 6 D OI 1 0 ． 1 3 2 7 2 ／ j ． i s s n ． 1 6 7 1 2 5 1 x ． 2 0 1 5 ． 0 7 ． 0 1 7 闫玉萍 ， 胡青松 ， 韩丽娜 ， 等． 矿井 电网故障检测 WS Ns 分层 时间同步算法 [ J ] ． 工矿 自动化 ， 2 0 1 5 ， 4 1 7 7 2 7 7． 矿井电网故障检测 WS Ns分层时闻同步算法 闰玉萍 。 ， 胡青松 。 ， 韩 丽娜 。 ， 张 申 。 1 ． 中国矿业大学 信息与电气工程学院 ， 江苏 徐州 2 2 1 0 0 8 ；2 ． 中国矿业大学 物联网 感知矿山 研究中心 ， 江苏 徐州 2 2 1 0 0 8 ；3 ． 矿山互联网应用技术 国家地方联合工程实验室，江苏 徐州 2 2 1 0 0 8 摘要 结合经典时间同步算法 TP S N、 RB S的优点， 提 出了一种能量有效且满足一定精度要求的同步算 法 R B TP 。该算法利用无线通信的广播特性并采用最大似然估计和最小二乘法计算时钟偏移和频偏 ， 进 而 对时钟进行补偿 。仿真结果表 明， 与 T P S N和 R B S算法相 比， R B TP算法明显减少了节点的能量消耗 ， 提 高 了 同步精度 ， 能够 满足 井下 电 网故 障 定位 系统 对 时 间同步 的 需求 。 关键 词 无 线传 感 器 网络 ；时 间 同步 ；最 大似 然估计 ；最 小二乘 法 中图分类号 T D6 5 5 文献标志码 A 网络出版时间 2 0 1 5 0 7 0 1 1 1 1 8 网络 出版地 址 h t t p ／ ／ www． c n k i ． n e t ／ k c ms ／ d e t a i l ／ 3 2 ． 1 6 2 7 ． TP ． 2 0 1 5 0 7 0 1 ． 1 1 1 8 ． O 1 7 ． h t ml W SNs h i e r a r c h i c a l t i me s y nc h r o n i z a t i o n a l g o r i t h m a d a pt e d t o g r i d f a u l t d e t e c t i o n i n mi ne YAN Yu p i n g ’ 一， HU Qi n g s o n g 一， HAN Li n a ’ 。 一， Z HANG S h e n ， 。 1． Sc h oo l o f I n f o r m a t i on a nd El e c t r i c a l Eng i ne e r i ng，Chi na U n i v e r s i t y of M i ni n g a nd Te c hno l o gy， Xu z h o u 2 2 1 0 0 8 ，Ch i n a ；2． I o T Pe r c e p t i o n Mi n e Re s e a r c h Ce n t e r ，C h i n a Un i v e r s i t y o f Mi n i n g a n d Te c h n o l o g y ，Xu z h o u 2 2 1 0 0 8 ，Ch i n a ；3 ． Th e Na t i o n a l a n d Lo c a l J o i n t En g i n e e r i n g La b o r a t o r y o f I n t e r n e t Ap p l i c a t i o n Te c h n o l o g y o n M i n e ，Xu z h o u 2 2 1 0 0 8 ，Ch i n a Ab s t r a c t Co mb i n i n g a d v a n t a g e s o f c l a s s i c a l t i me s y n c h r o n i z a t i o n a l g o r i t h m TP S N a n d RB S， a n e w e n e r g y e f f i c i e n t a n d h i g h a c c u r a c y a l g o r i t h m RBTP wa s p r o p o s e d．Th e a l g o r i t h m u t i l i z e s c h a r a c t e r o f 收稿 日期 2 0 1 4 1 2 - 2 3 ； 修回 日期 2 0 1 5 - 0 5 1 4 ； 责任编辑 胡娴 。 基金项 目 国家科技支 撑计 划项 目 2 0 1 3 B AK0 6 B 0 5 ； 国 家 自然 科学 基 金项 目 5 1 2 0 4 1 7 7 ； 国 家重 点 基础 研究 发 展计 划 9 7 3计 划 项 目 2 0 1 1 C B 7 0 7 1 0 2 ； 江苏省 自然科学基金项 目 B K2 0 1 4 0 2 0 2 。 作者简介 同玉萍 1 9 8 8 一 ， 女 ， 江苏徐州人 ， 硕士研究生 ， 研 究方 向为无线传 感器 网络 ， E ma i l l x z y y p 1 2 6 ． c o m。通 信作者 张申 1 9 5 7 一 ， 男 ， 江苏兴化人 ， 教授 ， 博 士研究生导师 ， 研究方 向为矿 山物联 网， E ma i l y u n n a n 0 5 t o m． c o rn。 [ 5] 赵增玉 ， 马刚 ， 朱乃鹏． 基于 S VG的矿 用 3 ． 3 k V静止 无功动 态 补 偿 装 置 的研 究 [ J ] ． 工 矿 自动 化 ， 2 0 1 1 ， 3 7 8 1 5 5 - I 5 8 ． [ 6] 李想 ， 赵 强松． 基于 D S T AT C OM 的点焊 机无 功功率 补偿研究 [ J ] ． 电力 系 统保 护 与 控 制 ， 2 0 1 3 ， 4 1 2 4 1 49 1 5 3． [ 7] 刘 华 东 ， 张 定 华 ， 唐 建 宇 ， 等． 抑 制 电弧 炉 闪 变 的 S T AT C OM直接电压控制研究[ J ] ． 电工技术学报， 2 0 1 2 ， 2 7 9 4 1 - 4 7 ． [ 8] 李小凡 ， 许 春雨． 改进 型单位 功率 因数谐 波检测 算法 在三相并联型 AP F中的 应用研 究 I- J ] ． 工矿 自动化 ， [ 9] [ 1 O ] [ 1 1 ] E 1 2 ] 2 01 3， 3 9 3 7 8 8 2． 单任 仲 ， 尹忠东 ， 肖湘宁． 电压源型快速动态无 功补偿 器 口] ． 中国电机工程学报 ， 2 0 0 9 ， 2 9 2 4 1 - 5 ． 武小 梅 ， 栗颂东 ， 文福栓． 瞬时无功理论在配 电网电能 质量控制 中的应用 [ J - I ． 电力 系统保 护 与控 制 ， 2 0 0 9 ， 3 7 1 0 7 9 8 2 ． 成立 ， 范木宏 ， 王振宇 ， 等． 基于 瞬时无 功 功率 的改进 型谐 波 电流 检 测 法 [ J ] ． 高 电压 技 术 ， 2 0 0 7 ， 3 3 4 4 6 4 9． 丁仁杰 ， 刘健 ， 赵玉伟． 不平衡 电路 的瞬 时功 率分析及 不对称 负 荷 补 偿 方 法 [ J ] ．电 工 技 术 学 报 ， 2 0 0 7 ， 2 2 1 1 2 o 一 1 2 4 ．