[發明專利]基于變電站共用母線的負荷的電能調節系統和電能調節器

無效

• 申請號: 201110161112.1
• 申請日: 2011-06-15
• 公開（公告）號: CN102222924A
• 公開（公告）日: 2011-10-19
• 發明（設計）人: 方云輝;王州波;徐永華
• 申請（專利權）人: 寧波電業局
• 主分類號: H02J3/18
• 分類號: H02J3/18;H02J3/01
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 逯長明;王寶筠

技術領域

本發明屬于電力技術領域，尤其涉及一種基于變電站共用母線的負荷的電能調節系統和電能調節器。

背景技術

變電站共用母線上通常帶有很多種負荷，有的負荷距離變電站近，有的距離變電站遠，此外還分為工業負荷和商業負荷。變電站的無功功率及諧波含量經常發生變化，需要對其進行合理的調節，否則會造成變電站崩潰。

目前對無功功率和諧波含量進行調節的方式主要有兩種：第一種是集中控制，即在變電站端對總的無功功率和諧波含量進行補償和濾除。但是各個負荷所在地的電能質量不一定高，這是因為有可能一些負荷無功功率高，而另一些負荷的無功功率低，兩者之間相互抵銷，導致總的無功功率達到平衡。第二種是分散控制，即在各個負荷端實現無功補償和諧波消除，各個負荷之間相對獨立，沒有統一管理和協調控制，這就造成一個負荷的無功功率和諧波分量被另一個負荷的補償裝置進行補償，相互之間存在耦合，最終使得變電站總的無功功率補償和諧波分量的消除不能達到滿意的效果。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于提供一種基于變電站共用母線的負荷的電能調節系統和電能調節器，能夠實現變電站各負荷統一管理和協調控制，增強變電站供電的穩定性。

為實現上述目的，本發明的一個實施例提供一種基于變電站共用母線的負荷的電能調節系統，包括：位于變電站端的綜合控制器和位于各個負荷端的電能調節器，所述負荷和其電能調節器與變電站的共用母線相連；

所述電能調節器包括按照順序串聯在一起的有源濾波器、動態無功補償器和固定諧波消除無源濾波器，所述電能調節器與對應的負荷串聯；

所述電能調節器還包括DSP控制器，所述DSP控制器用于通過無線網絡接收位于變電站端的綜合控制器發出的指令，并綜合檢測到的本負荷端的諧波分量和無功功率，按照優化和協調算法控制動態無功補償器和有源濾波器進行工作，并將控制結果傳送回變電站端的綜合控制器中。

優選地，所述有源濾波器為由六個絕緣柵雙極型晶體管構成的三相六橋臂電路，其中每個絕緣柵雙極型晶體管都反并聯一個二極管，所述三相六橋臂電路的交流端通過三個電感分別連接到共用母線上，所述三相六橋臂電路的直流端連接到儲能電容。

優選地，所述動態無功補償器由四路電容器補償通路構成，每路電容器補償通路中串聯連接有一個無觸點開關和一個電力電容器。

優選地，所述無觸點開關為由雙向晶閘管構成的無觸點開關。

優選地，每路電容器補償通路中的電力電容器的容量按照2的倍數次遞增。

優選地，所述固定諧波濾除無源濾波器包括三路無源濾波器，分別用于濾除本地的5次、7次和11次諧波分量。

優選地，每路無源濾波器包括串聯的LC組合。

另一方面，本發明還提供一種電能調節器，位于負荷端，所述負荷和其電能調節器與變電站的共用母線相連，所述電能調節器包括按照順序串聯在一起的有源濾波器、動態無功補償器和固定諧波消除無源濾波器，所述電能調節器與對應的負荷串聯；

所述電能調節器還包括DSP控制器，所述DSP控制器用于通過無線網絡接收位于變電站端的綜合控制器發出的指令，并綜合檢測到的本負荷端的諧波分量和無功功率，按照優化和協調算法控制動態無功補償器和有源濾波器進行工作，并將控制結果傳送回變電站端的綜合控制器中。

所述有源濾波器為由留個絕緣柵雙極型晶體管構成的三相六橋臂電路，其中每個絕緣柵雙極型晶體管都反并聯一個二極管，所述三相六橋臂電路的交流端通過三個電感分別連接到共用母線上，所述三相六橋臂電路的直流端連接到儲能電容。

所述動態無功補償器由四路電容器補償通路構成，每路電容器補償通路中串聯連接有一個無觸點開關和一個電力電容器。

本發明實施例實現了變電站與不同負荷之間的主從控制方式和分布式結構，即實現了各個負荷的電能優化和監控，又使得各個負荷協調控制，增強了變電站供電的穩定性。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是本發明提供的基于變電站共用母線的負荷的電能調節系統所基于的電網結構圖；

圖2是每個負荷端的電能調節器的結構示意圖；

圖3是本發明實施例中變電站和各負荷之間的無功功率補償的關系示意圖；

圖4是本發明實施例中在負荷1一端動態無功功率補償的關系示意圖；