[發明專利]基于SVG裝置解決三相電流不平衡、治理負序的方法

無效

• 申請號: 201110192215.4
• 申請日: 2011-07-08
• 公開（公告）號: CN102244389A
• 公開（公告）日: 2011-11-16
• 發明（設計）人: 王曉敏;李曠;郭自勇;孫賢大
• 申請（專利權）人: 榮信電力電子股份有限公司
• 主分類號: H02J3/26
• 分類號: H02J3/26;H02J3/01;H02J3/18
• 代理公司: 鞍山嘉訊科技專利事務所 21224
• 代理人: 張群

技術領域

本發明涉及一種解決三相電流不平衡、治理負序的方法，特別是一種采用全控型變流器件的SVG解決三相電流不平衡、治理負序的方法。

背景技術

由于電網中存在單相負荷(比如電氣化鐵路)和三相不對稱負荷(比如電弧爐負荷)會給電網的運行和效率帶來不良的影響，同時也會對接在該公用電網中的其他用電設備帶來一些不良的影響甚至危害。三相不平衡會產生負序電流引起電網負序保護動作，影響供電安全。負序電流注入電機類負荷會造成電機軸振動，嚴重時會損壞電機。

目前，針對三相負序問題解決方法是在電網中加SVC，采用斯坦邁茲理論來解決。SVC是靠改變阻抗來實現的，對于一個單相負荷相當在另外兩相分別加電感、電容。對于在兩相或三相間變化(即不確定哪相負荷大)的單相負荷，其容性必須按三相中的最大值計算，而對于可變電感的容量是三相所需最大電感與最大電容之和。這種靠改變阻抗來調節電壓的方式，其調節能力很弱。SVC補償負序的能力只是其總容量的20-25％。這樣投資料和占地都很大。其主要缺點如下：

1)其安裝容量大，占地空間大，自身損耗大，通風散熱困難。

2)自身產生諧波，需配置合適的濾波器來濾波。

3)SVC的主控器件是晶閘管，其響應速度慢對于快速變化的負荷達不到理想的效果。

4)SVC輸出受電網電壓影響，其輸出能力與電網電壓平方成正比。

5)濾波器是靠改為諧波阻抗來濾波的，在系統中會產生串并聯諧振，危害供電安全。

6)TCR的空芯電抗器對周圍產生電磁干擾。

目前，在國內外采用全控型變流器件的靜止無功發生器SVG(Static?Var?Generator)技術解決三相電流不平衡、治理負序還是個空白。因此，針對負序問題的SVG解決方案，具有很強的可實施性和可操作性。

發明內容

本發明的目的是提供一種基于SVG裝置解決三相電流不平衡、治理負序的方法，該方法采用全控型變流器件，能夠有效解決三相電流不平衡、電網負序的問題，且響應速度快，跟蹤精度高，可大大提高電網的穩定性和可靠性。

為實現上述目的，本發明通過以下技術方案實現：

基于SVG裝置解決三相電流不平衡、治理負序的方法，該方法以電網電流信號變化量為控制量，將電網電流信號變化量經控制器進行濾波、移相、比例放大、運算處理，得到與電網負序電流大小相等方向相反的電流，使全控型變流裝置的功率單元產生與電網負序電流相抵消的電流，達到治理負序的目的。

所述的全控型變流裝置為降壓型兩電平功率單元并聯型SVG結構、或降壓型三電平功率單元并聯型SVG結構。

所述的全控型變流裝置為降壓型Δ型鏈式SVG結構。

所述的全控型變流裝置為降壓型MMC型SVG結構、或降壓型多重化SVG結構。

所述的全控型變流裝置為非降壓型器件串聯型兩電平SVG結構、或非降壓型器件串聯型三電平SVG結構。

所述的全控型變流裝置為直掛式Δ型鏈式SVG結構、或直掛式MMC型SVG結構。

所述的控制器包括多個信號處理子單元和主控子單元，每個信號處理子單元包括濾波模塊、移相模塊、比例放大模塊、運算模塊，主控子單元完成對全控型器件的控制；

所述的濾波模塊包括低通、高通濾波器和電網電流信號分別進行濾波的帶通濾波器，用來將電網電流信號變化量即負序電流信號經過低通、高通濾波器濾掉低頻、高頻，再經過帶通濾波器進行處理，得到負序分量；

所述的移相模塊用來接收濾波單元輸出的負序電流信號，將負序電流信號進行相位矯正；

所述的比例模塊用來將移相處理的負序電流信號進行比例放大處理；

所述的運算模塊用來將移相、比例處理后的負序電流信號進行加權求和處理得到綜合控制量；將此控制量通過函數運算變為全控型變流裝置的控制信號。

所述的全控型變流裝置所采用半導體開關器件可為IGBT、GTO、IGCT、IEGT或其它全控型開關器件。

與現有技術相比，本發明的有益效果是：

1)響應速度快

基于全控型器件變流裝置的顯著特點就是響應速度快。其主要原因是，可以根據需要對全控型器件(GTO、IGBT、IGCT、IEGT等)的開關狀態進行任意控制。而且，器件的開關頻率或等效開關頻率往往較高，一般每個工頻周期的開關次數可以從幾次到幾十次。因此，基于全控型器件變流裝置的系統響應速度比SVC快幾倍。

2)控制精度高