[發(fā)明專利]一種基于盤型電抗器的STATCOM及控制方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210244065.1
• 申請日: 2012-07-15
• 公開（公告）號: CN102810869A
• 公開（公告）日: 2012-12-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王宏英;畢平勁;范少春;梅震;羅運(yùn)成
• 申請（專利權(quán)）人: 湖北三環(huán)發(fā)展股份有限公司
• 主分類號: H02J3/18
• 分類號: H02J3/18
• 代理公司: 武漢宇晨專利事務(wù)所 42001
• 代理人: 王敏鋒

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及無功補(bǔ)償領(lǐng)域，具體涉及一種基于盤型電抗器的STATCOM，還涉及一種基于盤型電抗器的STATCOM的控制方法，適用于三相電網(wǎng)的無功補(bǔ)償。

背景技術(shù)

隨著現(xiàn)代工業(yè)的高速發(fā)展，大功率電力電子裝置、電弧爐等非線性負(fù)載得到了廣泛應(yīng)用，同時(shí)也給電網(wǎng)帶來了越來越嚴(yán)重的無功問題和諧波污染，使電網(wǎng)電壓和電流波形發(fā)生畸變，電能質(zhì)量下降并威脅電網(wǎng)的安全。所以，柔性交流輸電系統(tǒng)對現(xiàn)代人類社會的發(fā)展具有十分重要的意義，而SVC(Static?Vat?Compensator)和STATCOM(STATic?synchronous?COMpensator)是柔性交流輸電系統(tǒng)的基礎(chǔ)技術(shù)和關(guān)鍵設(shè)備。

現(xiàn)代STATCOM(STATic?synchronous?COMpensator)的主電路拓?fù)涠嗖捎面準(zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)，用IGBT（或IGCT、IEGT）組成全橋整流逆變的鏈接單元，用多個(gè)鏈接單元組成鏈接串，將三個(gè)鏈接串分別與三個(gè)連接電抗器串聯(lián)后按三角形（或星形）連接，再接至電網(wǎng)，用以向電網(wǎng)注入無功補(bǔ)償和諧波抑制電流。

連接電抗器STATCOM(STATic?synchronousCOMpensator)中的關(guān)鍵部件，傳統(tǒng)的連接電抗器多采用以下兩種形式：

一種是空心電抗器，這種連接電抗器的體積、重量都很大，耗用大量的有色金屬鋁或銅，且在工作時(shí)產(chǎn)生很嚴(yán)重的電磁污染；

另一種連接電抗器是采用開有機(jī)械氣隙的鐵芯電抗器，這種連接電抗器的震動和噪音都很大，而且其電感L的線性度也不好。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是在于針對現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，提供一種基于盤型電抗器的STATCOM，還提供的一種基于盤型電抗器的STATCOM的控制方法，該裝置體積小，重量輕，成本低，運(yùn)行震動和噪音小，線性度好。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)措施：

一種基于盤型電抗器的STATCOM，包括：

信號采集及處理模塊，用于實(shí)時(shí)采集三相電網(wǎng)的電壓電流信息、STATCOM交流側(cè)輸出電流信息和STATCOM直流側(cè)電壓信息；

主控模塊，用于通過對信號采集及處理模塊采集到的信號進(jìn)行運(yùn)算獲得CPS-SPWM觸發(fā)信號；

驅(qū)動模塊，用于根據(jù)CPS-SPWM觸發(fā)信號產(chǎn)生驅(qū)動功率轉(zhuǎn)換模塊的觸發(fā)驅(qū)動脈沖；

功率轉(zhuǎn)換模塊，用于根據(jù)觸發(fā)驅(qū)動脈沖生成三相鏈接串電壓；以及

盤型電抗器模塊，用于在三相鏈接串電壓作用下生成無功補(bǔ)償電流。

如上所述的盤型電抗器模塊為三個(gè)單相盤型電抗器或一個(gè)三相盤型電抗器。

如上所述的單相盤型電抗器包括鐵芯和由扁平絕緣導(dǎo)體盤繞而成的盤狀線圈，鐵芯設(shè)置有矩形氣隙孔，鐵芯由硅鋼片疊緊并焊接而成，硅鋼片為一次成形或者由子硅鋼片拼接而成，盤狀線圈設(shè)置在鐵芯的矩形氣隙孔內(nèi)，盤狀線圈的直徑與鐵芯的矩形氣隙孔的長度適配，盤狀線圈的厚度與鐵芯的矩形氣隙孔的寬度適配。

如上所述的矩形氣隙孔為兩個(gè)且均設(shè)置有盤狀線圈，設(shè)置在矩形氣隙孔中的兩個(gè)盤狀線圈之間并聯(lián)連接。

如上所述的三相盤型電抗器包括由開設(shè)有第一矩形氣隙孔、第二矩形氣隙孔、第三矩形氣隙孔的鐵芯和由扁平絕緣導(dǎo)體盤繞而成的盤狀線圈，鐵芯由硅鋼片疊緊并焊接而成，硅鋼片由子硅鋼片拼接而成；第一矩形氣隙孔、第二矩形氣隙孔和第三矩形氣隙孔內(nèi)均設(shè)置有盤狀線圈，第一矩形氣隙孔的長度、第二矩形氣隙孔的長度和第三矩形氣隙孔的長度均與盤狀線圈的直徑適配，第一矩形氣隙孔的寬度、第二矩形氣隙孔的寬度和第三矩形氣隙孔的寬度均與盤狀線圈的厚度適配。

如上所述的第一矩形氣隙孔為兩個(gè)且均設(shè)置有盤狀線圈，設(shè)置在第一矩形氣隙孔中的兩個(gè)盤狀線圈之間并聯(lián)連接；第二矩形氣隙孔為兩個(gè)且均設(shè)置有盤狀線圈，設(shè)置在第二矩形氣隙孔中的兩個(gè)盤狀線圈之間并聯(lián)；第三矩形氣隙孔為兩個(gè)且均設(shè)置有盤狀線圈，設(shè)置在第三矩形氣隙孔中的兩個(gè)盤狀線圈之間并聯(lián)連接。

如上所述的功率轉(zhuǎn)換模塊包括A相鏈接串模塊、B相鏈接串模塊和C相鏈接串模塊，A相鏈接串模塊、B相鏈接串模塊和C相鏈接串模塊均由至少2個(gè)鏈接單元串聯(lián)構(gòu)成，鏈接單元包括由IGBT或IGCT或IEGT構(gòu)成的全橋電路和設(shè)置在鏈接單元直流側(cè)的直流電容器。

如上所述的A相鏈接串模塊、B相鏈接串模塊和C相鏈接串模塊分別與盤型電抗器模塊中對應(yīng)的三相串聯(lián)后構(gòu)成三角形或者星形連接到三相電網(wǎng)。

一種基于盤型電抗器的STATCOM的控制方法，包括以下步驟：