[實用新型]一種靜止無功發生器

有效

• 申請號: 201720342473.9
• 申請日: 2017-04-01
• 公開（公告）號: CN206640315U
• 公開（公告）日: 2017-11-14
• 發明（設計）人: 常娜卿;丁海昌;付得意;馬建立;藏磊;權好;劉葳;鄒佳
• 申請（專利權）人: 北京智源新能電氣科技有限公司
• 主分類號: H02J3/16
• 分類號: H02J3/16;H02J3/01;H02J3/26
• 代理公司: 北京創遇知識產權代理有限公司11577
• 代理人: 李芙蓉,馮建基

技術領域

本實用新型涉及電網電能質量管理技術領域，具體涉及一種靜止無功發生器。

背景技術

電能是社會經濟發展的重要物質保證，由于大量非線性和沖擊性負荷接入電網，所產生的電能質量問題嚴重威脅著整個電網和各供用電設備的安全穩定運行。目前我國最新的五項電能質量國家標準包括：供電電壓偏差、電壓波動和閃變、電力系統頻率偏差、三相電壓不平衡、公用電網間諧波。這些標準的發布對諧波抑制和無功補償設備的設計提供了可靠的依據和參考。

伴隨著電力用戶對電能質量的要求越來越高，對于電能質量治理設備而言往往需要對諧波無功甚至負序同時進行補償。采用無源裝置治理諧波和補償無功是目前應用的主流，但無源補償只能考慮除特定次數的諧波，易與電網發生諧振、體積大、損耗大、無功功率只能分級補償，不僅補償速度慢、沖擊大、補償精度低，還容易發生過補和欠補，智能性很差。在現代電網中，電壓波動、無功不足、諧波超限、三相不平衡的電能質量問題會同時存在，需要不同類型的治理和控制手段加以解決。有源補償設備因為其優越的補償性能得到越來越多的應用。

有源補償又分為有源電力濾波器(APF)和靜止無功發生器(SVG)，大多數情況下分別用來補償電網中的諧波和無功功率，即使是用來綜合補償也是采用基波無功功率和所有諧波的補償形式。有源補償裝置的容量相對都是有限的，在裝置容量受限的情況下不能很好的進行有目的、有重點的補償，不能充分考慮裝置容量的合理分配，往往裝置達不到最優的補償效果，同時對于不同工況的適應性也有限。根據有源補償的控制方式，電網側功率因數可達0.98以上，這在一定程度上會抬高電網側電壓幅值，對電氣設備產生不利影響。此外，用電負荷的不確定性，導致已安裝的補償設備不能很好的達到補償效果，需要二次投入，增加了治理費用。

實用新型內容

本實用新型的目的在于提供一種靜止無功發生器，用以解決現電網中有源補償中無功功率、諧波和負序不平衡只能分別補償，以及不能充分考慮裝置容量的合理分配等問題。

為實現上述目的，本實用新型提供一種靜止無功發生器，所述靜止無功發生器包括電抗器、三相電壓型PWM變流器、驅動電路、控制器、以及上位機和與人機接口；

所述電抗器用于儲能和濾除高頻開關紋波電流，所述電抗器的原邊與電網相連接，副邊與所述三相電壓型PWM變流器相連；

所述三相電壓型PWM整流器的交流側與所述電抗器連接，直流側連接儲能電容，所述儲能電容儲存了經所述三相電壓型PWM整流器產生的直流能量；

所述驅動電路接受所述控制器發出的控制信號，驅動所述三相電壓型PWM變流器的半導體功率器件；

所述控制器采集所述三相電壓型PWM變流器的直流電壓值，以及電網側三相電壓、三相電流值，分析處理后發送驅動指令給所述驅動電路，同時，所述控制器將采集的電壓電流值發送給所述上位機與人機接口，接受所述上位機與人機接口發送的指令。

進一步地，所述三相電壓型PWM整流器由絕緣柵雙極晶體管構成，利用電壓空間矢量調制技術驅動所述絕緣柵雙極晶體管產生補償電流波形。

進一步地，所述三相電壓型PWM整流器采用三相全控橋拓撲形式。

進一步地，所述上位機與人機接口為工控機、PLC或顯示屏。

本實用新型還提供一種基于靜止無功發生器的多目標容量協調控制方法，具體地，所述協調控制方法包括如下步驟：

步驟1.采集電網電壓信號、負載電流信號、靜止無功發生器電流信號；

步驟2.計算所述電網電壓的鎖相環角度；

步驟3.提取所述負載電流的無功分量、諧波分量和負序分量，計算所述負載的功率因數PF，確定母線電壓下限；

步驟4.提取靜止無功發生器的無功分量、諧波分量、負序分量；

步驟5.根據無功優先原則，當所述功率因數PF<0.92時，補償無功功率使所述負載的功率因數PF大于等于0.92；

步驟6.當母線電壓小于所述母線電壓下限時，補償無功功率，使得母線電壓不小于所述母線電壓下限；

步驟7.判斷負載側5、7、11次電流諧波是否超國標，若超過國家標準，則補償所述負載側的5、7、11次電流諧波；

步驟8.判斷三相電流不平衡度是否超國標，若超過國家標準，則補償所述負載的負序電流。

進一步地，所述步驟5和步驟6中補償無功功率的具體方法如下：