[發(fā)明專(zhuān)利]基于VIENNA整流器的新型靜止無(wú)功補(bǔ)償器

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810849229.0
• 申請(qǐng)日: 2018-07-28
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108711871A
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-10-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 程紅;王聰;胡昊雨;趙志浩;劉瑨琪;田長(zhǎng)庚;盧其威;鄒甲
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中國(guó)礦業(yè)大學(xué)（北京）
• 主分類(lèi)號(hào): H02J3/18
• 分類(lèi)號(hào): H02J3/18;H02J3/01
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

本發(fā)明基于VIENNA整流器的新型靜止無(wú)功補(bǔ)償器，包括由若干個(gè)模塊單元級(jí)聯(lián)組成的多種單相和三相主功率電路，以及若干條與主功率電路相并聯(lián)的由電感和電容串聯(lián)構(gòu)成的濾波支路。其優(yōu)點(diǎn)在于：所提出的新型靜止無(wú)功補(bǔ)償器同時(shí)具有SVG動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度快，諧波含量少，裝置功耗低，體積小，重量輕，以及SVC控制簡(jiǎn)單，價(jià)格便宜的優(yōu)點(diǎn)。該新型靜止無(wú)功補(bǔ)償器電路以能量單方向傳輸?shù)腣IENNA整流器為基礎(chǔ)構(gòu)成，與級(jí)聯(lián)VIENNA整流器并聯(lián)聯(lián)接的若干條由電感與電容串聯(lián)構(gòu)成的濾波支路，既可以提供超前的基波無(wú)功功率，又可以濾除低次諧波，通過(guò)控制級(jí)聯(lián)VIENNA整流器的輸入電流，就可以實(shí)現(xiàn)為系統(tǒng)提供連續(xù)可調(diào)的無(wú)功功率，并抑制或消除電網(wǎng)電流諧波。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)靜止無(wú)功補(bǔ)償器的新型構(gòu)造方法，屬于電能質(zhì)量控制技術(shù)中動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償控制技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

隨著電力電子裝置的應(yīng)用日益廣泛，以及電力系統(tǒng)非線性負(fù)載的大量接入，供電電能質(zhì)量問(wèn)題日顯突出，因此近年來(lái)，以電力電子變流器為核心的電能質(zhì)量控制技術(shù)引起越來(lái)越多的關(guān)注。對(duì)于電力系統(tǒng)中應(yīng)用的諧波抑制裝置和無(wú)功補(bǔ)償裝置的研究已經(jīng)成為目前電氣工程領(lǐng)域最受重視的研究領(lǐng)域之一，這些電能質(zhì)量控制裝置公認(rèn)作用是，能夠提高供電系統(tǒng)和負(fù)載的功率因數(shù)，降低設(shè)備容量，減少功率損耗，穩(wěn)定受電端及電網(wǎng)的電壓，提高供電質(zhì)量。

根據(jù)連接方式不同，電力系統(tǒng)補(bǔ)償方式可以分為并聯(lián)補(bǔ)償、串聯(lián)補(bǔ)償和串并聯(lián)混合補(bǔ)償三種，其中并聯(lián)補(bǔ)償由于接入和切除方便，在電力系統(tǒng)中得到最為廣泛的應(yīng)用。在并聯(lián)補(bǔ)償應(yīng)用中目前最常用的能夠?qū)﹄娏ο到y(tǒng)中的無(wú)功功率進(jìn)行連續(xù)動(dòng)態(tài)補(bǔ)償?shù)牡湫脱b置是靜止無(wú)功補(bǔ)償器(SVC)和靜止無(wú)功發(fā)生器(SVG)兩種裝置。其中靜止無(wú)功補(bǔ)償器(SVC)通常是由晶閘管控制電抗器(TCR)加固定電容器(FC)構(gòu)成(電容器通常與電感相串聯(lián)同時(shí)做低頻諧波濾波器用)，其優(yōu)點(diǎn)是：可實(shí)現(xiàn)連續(xù)補(bǔ)償，可分相調(diào)節(jié)，運(yùn)行可靠，控制簡(jiǎn)單，價(jià)格便宜；其主要缺點(diǎn)是本身會(huì)產(chǎn)生大量諧波，使用中必須附加濾波裝置，另外電抗器體積龐大笨重。與靜止無(wú)功補(bǔ)償器(SVC)相比較，靜止無(wú)功發(fā)生器(SVG)由全控型現(xiàn)代電力電子器件構(gòu)成，采用現(xiàn)代電力電子技術(shù)，在實(shí)現(xiàn)連續(xù)動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償?shù)耐瑫r(shí)，還可以對(duì)電網(wǎng)的諧波進(jìn)行有效抑制，具有動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度更快，電壓閃變抑制能力更強(qiáng)，諧波含量少，裝置功耗低，體積小，重量輕(不需要龐大笨重的電抗器)等一系列優(yōu)點(diǎn)，其主要缺點(diǎn)是：價(jià)格昂貴，控制復(fù)雜。從上述可知，傳統(tǒng)常用的能夠?qū)﹄娏ο到y(tǒng)中的無(wú)功功率進(jìn)行連續(xù)動(dòng)態(tài)補(bǔ)償?shù)膬煞N典型并聯(lián)補(bǔ)償裝置各有其不足之處。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種兼有上述兩種并聯(lián)補(bǔ)償裝置優(yōu)點(diǎn)的新型靜止無(wú)功補(bǔ)償器電路。該新型靜止無(wú)功補(bǔ)償器電路由VIENNA整流器電路構(gòu)成，對(duì)于單相和三相的并聯(lián)補(bǔ)償器電路，可以采用一種合適的控制策略，控制可控整流器輸入電流以超前于或滯后于輸入電源電壓的相位運(yùn)行，通過(guò)與電容器的配合，為系統(tǒng)提供連續(xù)可調(diào)的無(wú)功功率，同時(shí)對(duì)電網(wǎng)的諧波進(jìn)行抑制。在該新型靜止無(wú)功補(bǔ)償器電路中，VIENNA整流器與若干條電容與電感相串聯(lián)的支路并聯(lián)聯(lián)接，電容與電感相串聯(lián)的支路既可以提供超前的基波無(wú)功功率，又可以濾除低次諧波，通過(guò)控制VIENNA整流器輸入電流相對(duì)于電網(wǎng)電壓的相位，就可以達(dá)到為系統(tǒng)提供連續(xù)可調(diào)的無(wú)功功率的目的。通過(guò)控制VIENNA整流器產(chǎn)生與電網(wǎng)電流諧波相位相差180度的對(duì)應(yīng)諧波電流，就可以達(dá)到抑制或消除電網(wǎng)電流諧波的目的。