[發明專利]電力系統中的濾波及無功補償控制器和補償控制方法

有效

• 申請號: 201210236617.4
• 申請日: 2012-07-09
• 公開（公告）號: CN102709914A
• 公開（公告）日: 2012-10-03
• 發明（設計）人: 葉啟存;姜一鳴;盧良善;李龍;王大川
• 申請（專利權）人: 上海穩利達科技股份有限公司
• 主分類號: H02J3/01
• 分類號: H02J3/01;H02J3/18
• 代理公司: 上海智信專利代理有限公司 31002
• 代理人: 王潔;鄭暄

技術領域

本發明涉及電力系統技術領域，特別涉及電力系統中的補償控制技術領域，具體是指一種電力系統中的濾波及無功補償控制器和補償控制方法。

背景技術

在傳統的濾波或補償投切控制中，一般其方法如圖1所示，以無功或功率因數為參量，按照目標功率因數和無功分量投入濾波、補償回路，在補償用戶端功率因數的同時，濾除用戶端的諧波電流。各支路一級一級地投入。這在工況較穩定的情況下沒有問題，如負載支持運行后功率波動不大，切除也是逐步減小。負載平穩的情況下，隨著負荷加大，無功分量也加大，補償支路逐級投入，負荷穩定后，補償回路也平穩投入，然后隨著負荷的逐步切除，無功分量也逐漸減小，補償回路逐級退出。在整個過程中保持了預期的功率因數。

但是，在某些波動很大的動態負載中，負荷驟升驟降，導致投切跟不上。從輕載到重載時，補償回路還沒來得及完全投入導致功率因數嚴重滯后。而負荷轉為輕載時，補償回路來不及切除，導致過補嚴重，功率因數嚴重超前。在此類工況中，傳統的控制方法既沒有有效濾除諧波也沒有有效補償無功，導致設計失效。

即使能夠采用快速的投切方式，保證無功補償達到要求，但往往無功補償回路起了作用，而濾波支路卻常常無法投入，或投入時間不夠。導致諧波濾除不充分。

同時濾波回路要求投切方式為順序投入，不能采用循環投切。而補償回路一般采用的投切方式為循環投入。濾波回路和補償回路共用一種投切方式就只能適應濾波回路采用順序投切，從而犧牲無功補償的效率和安全。

發明內容

本發明的目的是克服了上述現有技術中的缺點，提供一種集成兩種投切控制方法，分別控制濾波回路的投切和補償回路的投切，使濾波回路和補償回路采用各自的投切方法，又能互相補充，從而保證在應用于波動較大的負載時能夠兼顧補償效率和濾波效率，且結構簡單，應用方式簡便，應用成本低廉，應用范圍較為廣泛的電力系統中的濾波及無功補償控制器和補償控制方法。

為了實現上述的目的，本發明的電力系統中的濾波及無功補償控制器具有如下構成：

該控制器包括負荷端無功功率檢測模塊、一路至三路無功補償回路、一路至四路濾波回路和主控模塊，所述的負荷端無功功率檢測模塊、各路所述的無功補償回路以及各路所述的濾波回路均連接所述的主控模塊，所述的主控模塊包括補償投切輸出端，所述的補償投切輸出端和所述的負荷端無功功率檢測模塊的檢測端均連接外部負荷。

該電力系統中的濾波及無功補償控制器中，所述的濾波及無功補償控制器包括三路無功補償回路和四路濾波回路，所述的三路無功補償回路的無功補償容量不等。

該電力系統中的濾波及無功補償控制器中，所述的主控模塊包括相互連接的比較單元和補償投切控制單元，所述的比較單元連接所述的負荷端無功功率檢測模塊、各路所述的無功補償回路以及各路所述的濾波回路，所述的補償投切控制單元分別連接所述的各路無功補償回路、各路濾波回路以及所述的補償投切輸出端。

本發明還提供一種基于權利要求1所述的控制器實現電力系統中的濾波及無功補償的控制方法，其特征在于，所述的方法包括以下步驟：

（1）所述的負荷端無功功率檢測模塊檢測負荷端無功功率，并將負荷端無功功率發送至所述的主控模塊；

（2）所述的主控模塊根據所述的負荷端無功功率以及各路所述的無功補償回路和濾波回路的補償容量確定補償投切方式；

（3）所述的主控模塊根據所述的補償投切方式選擇所述的無功補償回路中的一路或多路或所述的濾波回路的一路或多路連接所述的補償投切輸出端，并返回步驟（1）。

該實現電力系統中的濾波及無功補償的控制方法中，所述的補償投切方式包括無功補償回路循環投切輸出方式、濾波回路順序投切輸出方式和濾波回路替換無功補償回路輸出方式。

該實現電力系統中的濾波及無功補償的控制方法中，所述的濾波及無功補償控制器包括三路無功補償回路和四路濾波回路，所述的三路無功補償回路的無功補償容量不等，所述的主控模塊包括相互連接的比較單元和補償投切控制單元，所述的比較單元連接所述的負荷端無功功率檢測模塊、所述的三路無功補償回路以及所述的四路濾波回路，所述的補償投切控制單元分別連接所述的三路無功補償回路、四路濾波回路以及補償投切輸出端，所述的步驟（2）具體包括以下步驟：

（21）所述的比較單元判斷所述的負荷端無功功率是否達到最小補償容量無功補償回路的補償容量，若達到，則進入步驟（22），若未達到，則返回步驟（1）；