[實(shí)用新型]一種配電網(wǎng)綜合補(bǔ)償裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201420382098.7
• 申請日: 2014-07-11
• 公開（公告）號: CN204012727U
• 公開（公告）日: 2014-12-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 任其廣;胡順全;石廣保;裴寶峰;侯彬彬;周玉蘭;姚海嘉;李志剛;宋林林
• 申請（專利權(quán)）人: 山東新風(fēng)光電子科技發(fā)展有限公司
• 主分類號: H02J3/18
• 分類號: H02J3/18;H02J3/01
• 代理公司: 無
• 代理人: 無

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種用于配電網(wǎng)的電力電子裝置，該電力電子裝置具有補(bǔ)償無功、諧波、零序分量和負(fù)序分量的綜合補(bǔ)償效果。

背景技術(shù)

在低壓配電網(wǎng)系統(tǒng)中，三相四線制供電方式是最主要的供電方式，配電網(wǎng)中的用電設(shè)備大多以單相負(fù)荷為主。由于用電設(shè)備的不同時性，變壓器幾乎都在三相不平衡狀態(tài)下運(yùn)行，同時用電設(shè)備還會產(chǎn)生大量無功分量。低壓配電系統(tǒng)變壓器連接組別一般是Dyn11或者Yyn0，三相不平衡時造成的中性點(diǎn)漂移以及零序電流增大會造成變壓器利用率降低、某相電壓升高、變壓器溫升提高等問題。大大影響了低壓配電網(wǎng)的用電安全。

目前低壓配電網(wǎng)中的補(bǔ)償器大部分采用無源器件進(jìn)行無功和不平衡補(bǔ)償，中國專利CN 202772596 U介紹了一種采用容性調(diào)節(jié)的三相電流不平衡補(bǔ)償系統(tǒng)，該系統(tǒng)采用調(diào)節(jié)電容器的投切來補(bǔ)償不平衡，具有補(bǔ)償速度慢，補(bǔ)償效果階梯化精度低等特點(diǎn)。中國專利CN 203574371 U介紹了一種SVG型配網(wǎng)電能質(zhì)量綜合補(bǔ)償器，該補(bǔ)償器采用SVG補(bǔ)償無功和負(fù)序分量，通過零序分流器吸收零序電流分量，SVG具有補(bǔ)償快速，補(bǔ)償效果平滑可調(diào)的優(yōu)點(diǎn)，但是該套裝置通過SVG和零序分流器兩種設(shè)備搭配來完成綜合補(bǔ)償功能，設(shè)備體積較大，成本不利于降低。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，發(fā)明了單個電力電子綜合補(bǔ)償裝置。通過優(yōu)化算法和改進(jìn)電路結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了無功、負(fù)序分量、零序分量以及諧波的綜合補(bǔ)償，縮減了裝置體積，降低了裝置整體成本。

本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)手段實(shí)現(xiàn)的：

一種配電網(wǎng)綜合補(bǔ)償方法，經(jīng)過以下的步驟：

1)對模擬信號進(jìn)行采樣，采樣內(nèi)容包括三相電網(wǎng)電壓、配電網(wǎng)綜合補(bǔ)償裝置三相裝置電流、三相負(fù)荷電流和直流母線電壓；

2)對配電網(wǎng)綜合補(bǔ)償裝置三相電壓進(jìn)行SPLL（軟件鎖相環(huán)）運(yùn)算，產(chǎn)生三相電壓的相位信息和頻率信息；

3)對配三相負(fù)荷電流SPLL的運(yùn)算結(jié)果進(jìn)行分離運(yùn)算，將三相負(fù)荷電流信號轉(zhuǎn)換為有功軸分量、無功軸分量和零軸分量，將無功軸分量和零軸分量取反后直接給出，將有功軸分量進(jìn)行低通濾波，將交流成分取出后取反作為給定值；

4)將配電網(wǎng)綜合補(bǔ)償裝置三相電流信號與SPLL（軟件鎖相環(huán)）計(jì)算結(jié)果運(yùn)算產(chǎn)生有功軸分量、無功軸分量和零軸分量；

5)對于三相負(fù)荷電流和三相裝置電流經(jīng)過運(yùn)算后產(chǎn)生的有功軸分量、無功軸分量和零軸分量分別進(jìn)行閉環(huán)PI（比例積分）運(yùn)算；

6)將閉環(huán)運(yùn)算結(jié)果進(jìn)行反變換產(chǎn)生三相裝置電流調(diào)制波信號，調(diào)制波信號與控制板自身產(chǎn)生的三角波信號比較后獲得驅(qū)動信號經(jīng)高速開關(guān)放大。

一種配電網(wǎng)綜合補(bǔ)償裝置，主要包括控制器、電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)為三相四線制電壓型變流器，變流器的三相橋臂的每個橋臂由兩個IGBT組成， IGBT的公共點(diǎn)為直流母線，連接有兩串聯(lián)的電容和兩串聯(lián)的電阻，電容支路與電阻支路并聯(lián)，電容的連接中點(diǎn)為零線，變流器的每相通過電阻及與電阻并聯(lián)的接觸器與電網(wǎng)連接；控件器的一端連接三個變壓器、三個電流傳感器、三個電流互感器，另一端連接IGBT，變壓器采集三相電壓，電流傳感器采集補(bǔ)償裝置電流、電流互感器采集負(fù)荷電流。

上述配電網(wǎng)綜合補(bǔ)償裝置的優(yōu)選方案，變流器、與電網(wǎng)連接的電阻之間有濾波器，濾波器為電感，也可以是電感和電容構(gòu)成的濾波電路。

上述配電網(wǎng)綜合補(bǔ)償裝置的優(yōu)選方案，IGBT的公共點(diǎn)連接的電容為薄膜電容。

上述配電網(wǎng)綜合補(bǔ)償裝置的優(yōu)選方案，控制器由核心控制板和電源驅(qū)動控制板組成，通過排線連接，核心控制板主要包括主控芯片，主控芯片與變壓器、電流傳感器連接，電源驅(qū)動控制板主要包括開關(guān)電源、光電隔離驅(qū)動芯片，開關(guān)電源輸入端連接補(bǔ)償裝置的直流母線，輸出端連接光電隔離驅(qū)動芯片電源輸入端，光電隔離驅(qū)動芯片信號輸入端連接主控芯片，信號輸出端連接IGBT。

核心控制板的功能包括：模擬量采樣、數(shù)字量采樣、PWM（脈寬調(diào)制）信號輸出、數(shù)字量輸出、通信功能、核心算法運(yùn)算。電源驅(qū)動控制板的功能包括：能量取電供電功能、驅(qū)動信號光電隔離功能。核心控制板和電源驅(qū)動控制板之間的連接排線信號包括：三相橋臂PWM（脈寬調(diào)制）信號、故障保護(hù)信號、風(fēng)機(jī)控制信號。

與現(xiàn)有技術(shù)相比本發(fā)明具有以下明顯的優(yōu)點(diǎn)：在不增加硬件成本的基礎(chǔ)上，通過一臺綜合補(bǔ)償裝置可以實(shí)現(xiàn)無功、諧波、負(fù)序和零序電流分量的綜合補(bǔ)償，綜合補(bǔ)償裝置并聯(lián)在配電網(wǎng)上正常運(yùn)行之后，配電網(wǎng)電能質(zhì)量得到治理。本發(fā)明所述的綜合補(bǔ)償裝置響應(yīng)速度快，精度高，補(bǔ)償效果好，同時體積小，損耗低，具有極大的工業(yè)推廣價值。