[發(fā)明專利]一種大功率無功與諧波動(dòng)態(tài)混合補(bǔ)償系統(tǒng)的控制方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410623636.1
• 申請(qǐng)日: 2014-11-06
• 公開（公告）號(hào): CN104362631A
• 公開（公告）日: 2015-02-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張文景
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 張文景
• 主分類號(hào): H02J3/01
• 分類號(hào): H02J3/01;H02J3/18
• 代理公司: 杭州求是專利事務(wù)所有限公司 33200
• 代理人: 陳昱彤

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種大功率無功與諧波動(dòng)態(tài)混合補(bǔ)償系統(tǒng)的控制方法，屬于電力系統(tǒng)領(lǐng)域，適用于電網(wǎng)的諧波治理和無功補(bǔ)償，特別適于應(yīng)用在石油鉆井等領(lǐng)域。

背景技術(shù)

隨著電力電子裝置廣泛應(yīng)用于工業(yè)和民用場(chǎng)合，如石油開采鉆機(jī)、軋鋼機(jī)、電弧爐、電氣化鐵道和港口起重機(jī)等，大量諧波電流和無功功率被注入電網(wǎng)，引起電網(wǎng)電壓跌落及低功率因數(shù)等問題。電網(wǎng)中諧波電流和無功功率的存在不僅使得電網(wǎng)線損增大，還會(huì)給一些供電質(zhì)量要求很高的精密設(shè)備帶來極大的危害，同時(shí)也會(huì)給電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行帶來巨大隱患。

目前電網(wǎng)的無功與諧波補(bǔ)償裝置主要有固定電容器(Fastness?Capacitor，F(xiàn)C)、晶閘管投切調(diào)諧濾波器(Thyristor?Switched?Filter，TSF)、晶閘管控制電抗器(Thyristor?Controlled?Reactor，TCR)、有源電力濾波器(Active?Power?Filter,APF)和靜止無功發(fā)生器(Static?Var?Generator，SVG)等。這些裝置中，F(xiàn)C、TSF和TCR等屬于無源補(bǔ)償裝置，其不能連續(xù)補(bǔ)償負(fù)載諧波和無功功率，并且這些裝置的響應(yīng)速度較慢；APF與SVG等屬于有源補(bǔ)償裝置，雖然其能夠快速連續(xù)地補(bǔ)償負(fù)載諧波和無功功率，但是由于電力電子器件耐壓等工藝條件以及工程造價(jià)的限制，使其不能運(yùn)用在大功率無功與諧波補(bǔ)償場(chǎng)合。近年來，為了能夠補(bǔ)償大功率的電網(wǎng)諧波與無功，逐步發(fā)展起無源補(bǔ)償裝置與有源補(bǔ)償裝置相結(jié)合的混合補(bǔ)償裝置。目前，主要的混合補(bǔ)償裝置有如下幾種：

(1)一種配電網(wǎng)靜止同步補(bǔ)償器(Distribution-Level?Static?Reactive?Compensator，DSTATCOM)與晶閘管投切電容器(thyristor?switched?capacitor,TSC)協(xié)同運(yùn)行的混合無功補(bǔ)償系統(tǒng)。其中，DSTATCOM用以連續(xù)補(bǔ)償小容量負(fù)載無功功率，TSC用以分級(jí)補(bǔ)償大容量負(fù)載無功功率。該混合無功補(bǔ)償系統(tǒng)通過TSC與DSTATCOM的組合實(shí)現(xiàn)了低成本、大容量的連續(xù)無功功率補(bǔ)償。但是，該混合無功補(bǔ)償系統(tǒng)只能補(bǔ)償無功而不能補(bǔ)償負(fù)載諧波；同時(shí)由于該系統(tǒng)只檢測(cè)負(fù)載電流，導(dǎo)致TSC投切時(shí)的沖擊電流不能被消除而會(huì)流入電網(wǎng)。

(2)一種由APF、晶閘管控制電抗器(Thyristor?Controlled?Reactor，TCR)及固定電容器FC組成的聯(lián)合運(yùn)行系統(tǒng)。其中，APF補(bǔ)償負(fù)載諧波電流，F(xiàn)C與TCR配合補(bǔ)償負(fù)載無功功率。但是由于固定電容器FC不能動(dòng)態(tài)投切，導(dǎo)致系統(tǒng)不能動(dòng)態(tài)跟蹤補(bǔ)償變化著的大容量負(fù)載感性無功功率。

(3)一種由單臺(tái)SVG與多臺(tái)TSC構(gòu)成的無功與諧波混合補(bǔ)償系統(tǒng)。其中，TSC分級(jí)補(bǔ)償負(fù)載無功功率，SVG補(bǔ)償剩余無功功率和所有負(fù)載諧波。由于裝置只檢測(cè)負(fù)載電流，導(dǎo)致TSC投切時(shí)的沖擊電流以及并網(wǎng)時(shí)的特定次諧波電流會(huì)流入電網(wǎng)而不能被補(bǔ)償；并且，在某臺(tái)TSC發(fā)生故障而未投入或切除時(shí)，還會(huì)導(dǎo)致TSC不能與SVG配合而不能完全補(bǔ)償負(fù)載無功功率。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種大功率無功與諧波動(dòng)態(tài)混合補(bǔ)償系統(tǒng)的控制方法，通過檢測(cè)靜止無功發(fā)生器與晶閘管投切調(diào)諧濾波器組之間的電網(wǎng)的三相電流，實(shí)現(xiàn)對(duì)負(fù)載諧波和無功功率的連續(xù)補(bǔ)償。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是：本發(fā)明大功率無功與諧波動(dòng)態(tài)混合補(bǔ)償系統(tǒng)的控制方法中涉及的混合補(bǔ)償系統(tǒng)包括靜止無功發(fā)生器、晶閘管投切調(diào)諧濾波器組和控制器，所述靜止無功發(fā)生器包括三相電壓型逆變器和濾波器，所述晶閘管投切調(diào)諧濾波器組包括一個(gè)以上晶閘管投切調(diào)諧濾波器，所述靜止無功發(fā)生器和各所述晶閘管投切調(diào)諧濾波器并聯(lián)接入電網(wǎng)；其中，所述控制器包括諧波檢測(cè)模塊、電流跟蹤模塊、脈沖寬度調(diào)制模塊和混合邏輯判斷模塊；利用電壓傳感器在電網(wǎng)側(cè)實(shí)時(shí)獲取電網(wǎng)的三相電壓U_a、U_b、U_c，利用電流傳感器實(shí)時(shí)獲取所述靜止無功發(fā)生器與晶閘管投切調(diào)諧濾波器組之間的電網(wǎng)的三相電流I_a、I_b、I_c，利用電流傳感器實(shí)時(shí)獲取所述靜止無功發(fā)生器輸出的三相電流I_Ga、I_Gb、I_Gc，利用電壓傳感器實(shí)時(shí)獲取所述靜止無功發(fā)生器的直流母線電壓U_dc；

所述控制方法包括：