[發明專利]基于磁控電抗器的清除電力系統電壓諧波的方法及裝置

在審

• 申請號: 201310549298.7
• 申請日: 2013-11-07
• 公開（公告）號: CN103545824A
• 公開（公告）日: 2014-01-29
• 發明（設計）人: 陳剛;楊石;喻正直;杜宇;李明星;王岱巖;丁雅麗;趙麗娟;吳丹青;雷雪
• 申請（專利權）人: 國家電網公司;國網遼寧省電力有限公司撫順供電公司;榮信電力電子股份有限公司
• 主分類號: H02J3/18
• 分類號: H02J3/18;H02J3/01
• 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

本發明涉及一種清除電力系統電壓諧波的方法，特別是采用基于磁控電抗器和SVG裝置的清除電力系統電壓諧波的方法及裝置。

背景技術

隨著電網規模的日益擴大和電網負荷水平的急劇增長，諧波問題日益突出。負載電流中存在的諧波信號有可能與電網系統阻抗或系統中的無功補償裝置發生諧振，引起諧振放大現象，造成負載過電壓保護。

動態無功發生器SVG（Static?Var?Generator）是近年來發展較為迅速的無功補償裝置，它是由全控型變流器件組成的可控的電壓源逆變器，能為系統連續快速地提供容性無功和感性無功功率。

目前，在靜止式無功補償裝置中，多采用晶閘管控制的TCR型電抗器，磁控電抗器（Magneticaiiy?Controlled?Reactor）由于其響應速度快，占地少，可靠性高，損耗低等優點，可以應用于電力系統的無功補償裝置中快速波動的現場，其快速勵磁及快速退磁的功能，可以使觸發控制單元快速完成正反向觸發控制。

因此，將全控型變流器件組成的SVG裝置和磁控電抗器一起應用于電力系統中，實現電網的無功補償及諧波抑制，將達到迅速、可靠的目的。

發明內容

本發明的目的是提供一種基于磁控電抗器的清除電力系統電壓諧波的方法及裝置，采用全控型變流器件SVG裝置和磁控電抗器共同使用，能夠有效清除電網電壓諧波，實現連續可調的輸出容性無功或感性無功；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，本發明采用以下技術方案實現：

基于磁控電抗器的清除電力系統電壓諧波的方法及裝置，包括若干組SVG裝置、磁控電抗器、若干組電容器組、電壓無功控制器，若干組SVG裝置并聯連接在系統電壓母線上，根據控制指令動態輸出連續的容性無功或感性無功；磁控電抗器、若干組電容器組并聯連接在系統電壓母線上，根據控制指令輸出連續可調的容性無功或感性無功；電壓無功控制器的輸入端分別與用戶PT和用戶CT相連接，采集控制器所需的電壓信號和電流信號，電壓無功控制器的輸出端分別連接各組SVG裝置、磁控電抗器及各電容器組，并輸出控制指令；

所述的磁控電抗器，包括兩個鐵芯，在每個鐵芯上分別繞有兩組線圈，四組線圈為交叉并聯結構；在每個鐵芯上有一組線圈從中間引出抽頭，該抽頭與繞在該鐵芯的另一組線圈之間接有可控器件，在每個鐵芯上再復合一組線圈，該兩組線圈反向串聯連接，并與兩個反向并聯連接的可控器件組成的整流橋電路構成回路；所述的可控器件為IGBT、IGCT、IEGT開關器件。

所述的SVG的控制方法為：檢測電網中的間諧波電流，通過諧波電流控制環節使SVG輸出間諧波電流來改變系統的等效阻抗，清除電網電壓諧波。

所述的間諧波電流檢測方法是：根據電網電流基波頻率ω₀和間諧波電流頻率ω₁計算出基準頻率ω_f，所述基準頻率ω_f為電流基波頻率ω₀和間諧波電流頻率ω₁的公約數，即ω₀=k₀ω_f，ω₁=k₁ω_f，其中k₀，k₁均為整數；以ω_f為基準頻率提取電網電流中的間諧波分量。

所述的諧波電流控制環節通過PI調節器將指令電流與SVG裝置輸出電流作反饋控制，得到調制波信號，再經PWM調制得到驅動信號；控制SVG輸出指令電流

根據電路定律，得到下式：