[發明專利]一種低壓無功補償裝置的控制電路及其控制方法

有效

• 申請號: 201210174244.2
• 申請日: 2012-05-30
• 公開（公告）號: CN102709921A
• 公開（公告）日: 2012-10-03
• 發明（設計）人: 高春雷;丁孝華;田小鋒;王丙文;王雙虎;楊宇峰;張曉燕;席旸旸
• 申請（專利權）人: 中國電力科學研究院
• 主分類號: H02J3/18
• 分類號: H02J3/18
• 代理公司: 北京安博達知識產權代理有限公司 11271
• 代理人: 徐國文

技術領域

本發明涉及電網無功補償領域，具體涉及一種低壓無功補償裝置的控制電路及其控制方法。

背景技術

在工業生產和日常生活中，大多數負載都是呈阻感性的，需要消耗大量的無功功率。無功功率在輸電線路中的傳輸，會導致線路中電流增加，從而增加線路中的損耗。同時也會引起電壓質量的下降，對用電設備造成不利影響。因此，無功補償裝置的應用，對于提高系統的功率因數和輸電電壓質量具有重要作用，有利于電網的高效、安全運行，對于節能減排也具有重要意義。

目前常見的無功補償裝置按照取樣物理量的不同，主要分為功率因數型無功補償控制器和無功功率型無功補償控制器兩種。由于供電系統一般直接以功率因數作為用戶用電是否合格的檢測指標，以功率因數為控制量的功率因數型控制器是最簡單、最傳統的控制方案。但實際應用中，在輕載時易出現頻繁投切的“投切震蕩”現象；在重載時會出現雖然功率因數滿足條件，但負荷的無功分量依然很大的情況，不能夠切實做到對無功功率的跟蹤調節。而以無功功率為控制量的控制器則較為完善的解決了功率因數型控制器的不足，能夠將補償裝置的效果發揮到最好?，F有低壓無功補償裝置具有產品體積大、內部復雜、可維護性差、使用不靈活的缺點。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明提供一種低壓無功補償裝置及其控制方法，克服了現有低壓無功補償裝置的缺點和現有九區圖控制中容易出現的頻繁投切問題。

本發明提供的一種低壓無功補償裝置的控制電路，所述無功補償裝置包括電容器；其改進之處在于，所述控制電路包括控制模塊、電源模塊、人機交互模塊、采集模塊、數據存儲模塊、通信模塊、投切控制電路、過零投切模塊和保護告警模塊；所述控制模塊分別與所述電源模塊、所述人機交互模塊、所述采集模塊、所述數據存儲模塊、所述通信模塊、所述投切控制電路和所述保護告警模塊連接；所述投切控制電路依次與所述過零投切模塊和所述電容器連接。

其中，所述無功補償裝置為三相共補方式，則所述采樣模塊采取A、C相的線電壓U_AC，取B相的相電流I_B；所述電容器包括兩組Δ形接法的電容器。

其中，所述無功補償裝置為三相分補方式，則所述采樣電路采取A、B、C三相的相電壓U_A、相電壓U_B和相電壓U_C，取A、B、C三相的相電流I_A、相電流I_B和相電流I_C；所述電容器包括一個星形接法的電容器。

其中，至少兩個的所述無功補償裝置構成三相共補方式和三相分補方式結合時，所述無功補償裝置間并聯形成三相混合補償系統。

其中，投切電容器的開關選用具有零電壓導通和零電流斷開功能的復合開關，以減小電容器投入和切除時的浪涌電流。

其中，所述控制模塊包括LPC2388控制器。

其中，所述人機交互模塊包括鍵盤和LCD顯示器；所述鍵盤用于設置無功補償裝置的參數，所述LCD顯示器用于顯示三相的功率因數、電壓、電流、有功功率和無功功率參數。

其中，所述通信模塊采用RS485通信方式，其根據負荷選擇接入所述無功補償裝置數量和類型，并選定其中一個為主機，與剩下裝置按主從通信的方式工作。

本發明基于另一目的提供的一種基于低壓無功補償裝置的控制方法，其改進之處在于，根據電壓值和無功功率值將九區圖進行改進，所述LPC2388控制器根據改進的九區圖進行區域控制，將控制命令傳給所述投切控制電路和所述過零投切模塊，投切所述無功補償裝置的電容器，對所述電網系統進行實時的無功功率補償。

其中，所述改進的九區圖是根據電壓值和無功功率值進行劃分，其中：

電壓上限值U_上和電壓下限值U_下將電網系統分為三部分；大于所述電壓上限值U_上的區域為1區；小于所述電壓下限值U_下的區域為6區；

所述電壓上限值U_上和電壓值1構成防震蕩區域，為2區，所述電壓下限值U_下和電壓值2構成防震蕩區域，為5區；電壓值1為所述電壓上限值U_上-6，電壓值2為所述電壓下限值U_下+6；

所述電壓值1和所述電壓值2之間根據無功功率Q值分為三部分，小于所述無功功率Q值下限的區域為4區，大于所述無功功率Q值上限的區域為3區，其中間區域為0區。

其中，所述改進的九區圖中不同區域的控制方法包括：