[發明專利]復合電力負載的動態無功快速補償方法

在審

• 申請號: 201410093069.3
• 申請日: 2014-03-14
• 公開（公告）號: CN103825287A
• 公開（公告）日: 2014-05-28
• 發明（設計）人: 陳靜;程琪戩;袁佑新;王一飛;肖純;楊威;周斌
• 申請（專利權）人: 武漢理工大學
• 主分類號: H02J3/18
• 分類號: H02J3/18
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 王守仁

1.復合電力負載的動態無功快速補償方法，其特征是通過智能控制器（7）控制電力電子功率變換器（12），改變可變電抗器（11）的二次繞組的電流及阻抗，從而改變可變電抗變換器的一次繞組的電流及阻抗；當輸入電壓不變時，實現可變電抗器（11）導納的改變，就能改變基波電流，從而導致可變電抗器（11）吸收無功功率的變化；可調電容器組（5）由智能控制器（7）控制并補償到目標功率因數時，感抗變換器（6）配合可調電容器組（5），能平滑調節無功功率，實現復合電力負載的動態無功補償。

2.根據權利要求1所述復合電力負載的動態無功快速補償方法，其特征是該方法的步驟為：

1）啟動運行：

給電力系統中的主電路和控制回路供電后，設置相應運行參數后，按啟動按鈕，系統進入運行；所述相應運行參數包括功率因數、有功功率、無功功率、電壓和電流參數；

2）檢測傳輸：

由電壓電流互感器（3）提取的電壓電流信號經智能電能檢測模塊（4）轉換，得到所需相應運行參數的數字信號，然后通過RS485總線送入智能控制器（7）；

3）分析計算：

通過智能控制器（7）實時分析采集到的數字信號，計算所需要的補償無功功率大小，確定投入補償電容器（10）的容量；

4）發出無功：

根據投入補償電容器（10）的容量，智能控制器（7）通過控制接觸器的閉合，投切可調電容器組（5），向電力系統發出無功，以提高功率因數接近目標值；當功率因數滿足要求時則返回步驟2），否則轉入步驟5）；

5）吸收無功：

當過補償時，通過智能控制器（7）輸出控制信號給電力電子功率變換器（12），調節感抗變換器（6）的感抗，以吸收無功功率，使功率因數維持在目標值。

經過上述步驟，感抗變換器（6）配合可調電容器組（5），能平滑調節無功功率，實現復合電力負載的動態無功補償。

3.根據權利要求2所述復合電力負載的動態無功快速補償方法，其特征在于所述的投切可調電容器組（5），向電力系統發出無功的方法是：智能控制器（7）確定要向電力系統發出無功Q₀后，該智能控制器（7）控制接觸器KM11～接觸器KM1n的閉合或斷開，來投入或切除由多組快速熔斷器（8）、電容接觸器（9）和電容器（10）的串聯電路經過并聯后形成的可調節電容器組（5）中的電容器，調節接入電力系統的實際的電容值，向電力系統發出無功Q_C。

4.根據權利要求2所述復合電力負載的動態無功快速補償方法，其特征在于所述的調節感抗變換器（6）的感抗，以吸收無功功率的方法是：感抗變換器（6）由接觸器與可變電抗器（11）的一次側繞組的進線端相連接后并入電網，可變電抗器（11）的二次側繞組與電力電子功率變換器（12）相連接，智能控制器（7）計算要吸收的無功后，控制電力電子功率變換器（12），就可以調節接入電力系統的實際電感值，從電力系統吸收無功Q_L。

5.根據權利要求2所述復合電力負載的動態無功快速補償方法，其特征在于所述的步驟1）至步驟5）之間的協調控制方法由PLC控制系統實現。

6.根據權利要求5所述復合電力負載的動態無功快速補償方法，其特征在于所述PLC控制系統協調控制方法的實現是：通過電源相連的PLC控制器與電能參數采集模塊之間數據通訊、觸摸屏與PLC控制器之間控制信號與數據信號的傳遞、PLC控制器通過I/O接口電路控制接觸器的閉合或斷開、PLC控制器通過模擬量輸出模塊來控制觸發板。

7.根據權利要求3或4所述的復合電力負載的動態無功快速補償方法，其特征在于所述的Q₀、Q_C和Q_L的代數和接近為0。

8.權利要求1至7中任一權利要求所述復合電力負載的動態無功快速補償方法的用途，其特征是該方法在包括冶金、建材或石化行業領域的高壓復合電力負載的快速無功補償中的應用。