[發明專利]一種帶T型有源電力濾波器結構的TCR型靜止無功補償裝置

有效

• 申請號: 200710064263.9
• 申請日: 2007-03-08
• 公開（公告）號: CN101262132A
• 公開（公告）日: 2008-09-10
• 發明（設計）人: MuhammadMansoorKhan;葉之
• 申請（專利權）人: 北京博旺天成科技發展有限公司
• 主分類號: H02J3/18
• 分類號: H02J3/18;H02J3/01
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• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于電力系統中靜止無功補償裝置(SVC)技術，具體涉及一種帶T型有源濾波器結構的靜止無功補償裝置的設計方法及其控制方法，特別是本發明涉及到的T型有源濾波器，它可以用于當今新型配電網中的無功補償裝置。

背景技術

現代社會從大型工業生產到日常生活都越來越離不開電力供應，除了需要電能成倍增長外，越來越多的用戶和用電設備對供電電網質量、取用的電能形態和功率流動的控制與處理提出了更新、更高的要求。無功平衡對提高電網的經濟效益和改善供電質量至關重要。隨著電力工業的高速發展，超高壓、特高壓電網相繼投入運行，人們對供電質量及可靠性的要求越來越高。由此產生了一系列問題：超高壓大電網的形成及負荷變化加劇，要求大量快速響應的可調無功電源來調整電壓，維持系統無功潮流平衡，減少損耗，提高供電可靠性。諸如煉鋼電弧爐、電氣化鐵道、可逆式大型軋鋼機等動態變化的非線性負荷在運行時，其有功與無功功率隨時間作快速變化，導致供電電壓波動或閃變、波形畸變、功率因數惡化以及不平衡負荷引起三相電壓動態不平衡，從而使電網電能質量惡化。近年發展起來的靜止型無功補償裝置(SVC)，是一種快速調節無功功率的裝置，已成功地應用于冶金、采礦和電氣化鐵路等沖擊性負荷的補償上。這種裝置在調節的快速性、功能的多樣性、工作的可靠性、投資和運行費用的經濟性等方面都比傳統調相機有明顯的優勢，取得了較好的技術經濟效益，因而在國內外得到了快速發展。

通常，SVC由TCR和固定電容(FC)組成。SVC可以提供每一相的無功功率來補償不平衡負載產生的無功功率，使功率因數趨于1。然而，TCR將會引入諧波電流，因此，必須采取一些手段來消除由TCR帶來的諧波電流。通常，可以改進TCR的結構來降低諧波，但這樣做對諧波的抑制僅起到有限的作用，卻使控制和設計變復雜了。混合式SVC結合了有源電力濾波器(APF)和SVC，它可以提供更經濟的解決方案并保持良好的運行效果。在混合式SVC中主要的無功功率和不變的諧波分量由TCR與無源濾波器(PF)來補償，諧波中的一些易變成份以及其他一些干擾可由有源濾波器(AF)來補償。這種方法可使AF的額定功率減小，使整個補償更為經濟。然而，其中一些問題必須注意，如電流測量，參考電流的生成，使混合式SVC能夠快速反應的控制系統設計。設計快速反應的控制系統是相當復雜的，當今圍繞這一主題的討論十分廣泛。

發明內容

本發明的目的在于，提出一種新型的混合靜止無功補償裝置(SVC)及其控制方法，該裝置結合了T型APF和SVC，可為無功補償提供更經濟的解決方案并保持良好的運行效果。本發明提出了T型APF和SVC混合補償的方案，將SVC用于無功補償，采用較低開關頻率，而T型APF作為SVC的輸出濾波器，濾除SVC的開關紋波和電力負荷的高次諧波，這種方案能顯著改善SVC的補償性能，提高SVC裝置穩定性，減小開關損耗，降低裝置成本。

附圖說明

下面結合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。

圖1是傳統APF和本發明提出的APF的電路原理圖。

圖2是本發明提出的TCR-module電路原理圖。

圖3是圖2簡化后的控制分析系統電路原理圖。

圖4是本發明的APF控制系統原理圖。

圖5是觸發角逐漸變化時TCR-module輸出的仿真結果圖。

圖6是觸發角從95度變化到135度再到95度時，系統各信號的仿真結果圖。

具體實施方式

圖1是傳統APF電路結構與本發明的APF電路結構比較圖，圖中各符號含義如下：Vac：主電壓源；Zs：電網側阻抗；L₁：濾波電感；Z_L：等效負載阻抗；V_d：等效諧波電流源；V_af：有源濾波器電壓逆變器輸出電壓；C_F：交流鏈路諧振電容其中圖1b和d中的L₁是線路側濾波器，L₂是負載側濾波器。