[發明專利]一種智能電能質量矯正裝置及矯正方法

在審

• 申請號: 201710906179.0
• 申請日: 2017-09-29
• 公開（公告）號: CN107546753A
• 公開（公告）日: 2018-01-05
• 發明（設計）人: 金良贊;李效中;薛國凡;郭姣;謝忠華
• 申請（專利權）人: 常州安凱特電纜有限公司
• 主分類號: H02J3/18
• 分類號: H02J3/18;H02J3/01;H02J3/26;H02J3/12
• 代理公司: 北京維正專利代理有限公司11508
• 代理人: 倪志華

技術領域

本發明涉及電能質量矯正技術領域，更具體地說，它涉及一種智能電能質量矯正裝置及矯正方法。

背景技術

現代三相配電網中，由于負載的多樣性表現，使得系統出現一系列電能質量問題，例如：無功不足、三相不平衡以及諧波污染等。

統觀國內電能質量優化、凈化、節電技術，皆集中于降壓節電，在一定程度上達到節電，有時是損失效果而進行，例如照明，損失的是照度降低。集中于單個設備，如電機是如何防止大馬拉小車。帶來的缺點是損失起動力距，因此在某些情況是不適用的。然而，在目前配網業務、綜合能源業務及電能質量治理節能業務過程中，針對電能質量進行監測優化所使用的無功補償裝置(如：TSC、SVG、APF及SVC等)，普遍存在使用上的不良反應，并且產品的生產成本較高。電容器調補部分即在相線間接入容量不等的電容，主要用于三相不平衡負荷的平衡化補償，即有功平衡和無功補償，但是其只能對三相不平衡實現分級調節，在精度方面達不到相應的要求。

上述設備結合使用后能達到成本與無功補償精度的要求，但是若三相電壓由于負載啟動而出現壓降過大，上述設備無法進行補償。

發明內容

本發明技術方案所解決的技術問題為現有無功補償裝置(如：TSC、SVG、APF及SVC等)與電容器調補部分結合使用后能達到成本與無功補償精度的要求，但是若三相電壓由于負載啟動而出現壓降過大，上述設備無法進行補償。

為實現上述目的，本發明技術方案提供了一種智能電能質量矯正裝置，包括：

動態無功補償裝置，并聯在三相電網中，用于補償無功功率；

有源濾波裝置，并聯在三相電網中，用于濾除三相電網中的諧波；

用于分級補償三相電網的無源模塊，包括用于補償無功功率的晶閘管投切電容器、與所述晶閘管投切電容器電連接用于將所述晶閘管投切電容器接入三相電網的電容器調補裝置、為未接入電網的所述晶閘管投切電容器充電或者放電的充能裝置以及將所述晶閘管投切電容器連接至所述電容器調補裝置或者所述充能裝置的切換裝置；

互感模塊，連接在三相電網與負載之間，用于采集三相電網中電壓、電流的模擬信號，并將生成所述模擬信號；

控制模塊，與所述互感模塊信號連接，與所述動態無功補償裝置、所述有源濾波裝置、所述電容器調補裝置、所述充能裝置以及所述切換裝置控制連接，用于接收并處理所述模擬信號，所述控制模塊處理后針對三相電網中的電能質量問題，先控制所述無源模塊接入三相電網，再接入所述動態無功補償裝置與所述有源濾波裝置。

通過上述技術方案，將動態無功補償裝置以及有源濾波裝置與無源模塊結合使用，使用低成本的無源模塊對出現的電能質量問題進行初次補償，再通過控制模塊驅動動態無功補償裝置以及有源濾波裝置實現精確補償，同時利用充能裝置對未投切入三相電網的晶閘管投切電容器進行充電后在負載啟動使三相電網中壓降過大時，讓晶閘管投切電容器對負載進行供能補償，補償后再將放完電的晶閘管投切電容器切入電容器調補裝置對三相電網進行分級無功補償，提高裝置性價比，在滿足電能質量治理要求的同時還降低了控制成本。

進一步的，所述三相電網為三相四線制，所述動態無功補償裝置與所述有源濾波裝置均采用三電平拓撲結構。

通過上述技術方案，三電平拓撲結構具有輸出容量大、輸出電壓高、電流諧波含量小等優點。

進一步的，所述晶閘管投切電容器采用三相共補結構。

通過上述技術方案，三相共補結構適用于三相的功率因數相差不大的情況，控制簡單，價格低廉，可靠性好，檢修維護方便，對補償控制模塊要求低。

進一步的，所述切換裝置采用分相補償結構。

通過上述技術方案，分相補償結構適用不平衡的場合，補償精度高。

進一步的，所述充能裝置電連接有用于補充充電后的所述晶閘管投切電容器損失電量的蓄電池組。

通過上述技術方案，充電后的晶閘管投切電容器若不接入三相電網以釋放電量，則其內部存儲的電量會以一定的速度流失，因此為了保證晶閘管投切電容器的電量充足，需要使用蓄電池組對晶閘管投切電容器進行充電，蓄電池組的電量來自于三相電網。

為了解決上述技術問題，本發明技術方案還提供了一種基于上述智能電能質量矯正裝置的矯正方法，包括：

A：將三相電網的電能質量問題分為：無功不足、三相不平衡、諧波污染以及壓降過大；

B：控制模塊檢測互感模塊并分析模擬信后判斷當前三相電網的電能質量問題，若為無功不足，則進入步驟C；

若為三相不平衡，則進入步驟D；