[發明專利]一種基于磁控電抗器的無功補償控制系統及方法

在審

• 申請號: 201811057258.X
• 申請日: 2018-09-11
• 公開（公告）號: CN108988354A
• 公開（公告）日: 2018-12-11
• 發明（設計）人: 李璽;汪鵬;段倫峰;蘇將濤;王東華;李鵬;趙勇;劉松;亓立紅;李娜;董子郁;李春彥;郭紅軍;高森;呂波;葛華
• 申請（專利權）人: 國網山東省電力公司萊蕪供電公司;國家電網有限公司
• 主分類號: H02J3/18
• 分類號: H02J3/18
• 代理公司: 濟南舜源專利事務所有限公司 37205
• 代理人: 劉雪萍

本發明提供一種基于磁控電抗器的無功補償控制系統及方法，包括無功補償子系統和相位差檢測模塊，所述無功補償子系統分別連接有電流采樣模塊和電壓采樣模塊，電流采樣模塊和電壓采樣模塊分別與相位差檢測模塊連接；相位差檢測模塊通過檢測驅動模塊與無功補償子系統連接。電壓采樣模塊和電流采樣模塊對電網系統的無功功率取樣輸出到控制器，控制器根據采樣信號調節磁控電抗器的晶閘管控制角，改變繞組直流電流大小來控制鐵芯飽和，實現電抗值連續可調，實現無功功率快速補償作用。增強系統的穩定性，使得磁控電抗器的優良性能得到充分發揮，綜合解決電能質量問題，可以更廣泛的應用到工程實際中。

技術領域

本發明屬于供電控制技術領域，具體涉及一種基于磁控電抗器的無功補償控制系統及方法。

背景技術

近年來，隨著經濟的發展，用電負荷迅速增大，要求發電量也越來越大，中國的負荷中心在東南部，能源中心在西部，負荷和能源的逆向分布決定了中國必須采用特高壓遠距離輸電，傳輸距離越遠，損耗越大，傳輸線上的電壓波動也大，為了避免特高壓輸電線路末端由于容升效應造成的電壓升高，必須采用無功補償設備去調節電壓，因此無功補償設備是現在和將來的研究和發展方向。

無功補償設備分多種，SVG、SVC、電抗器都是常用的無功補償設備，決定哪種設備被使用取決于成本，功能。在特高壓長距離輸電線路中，存在兩個個特點：電壓等級高，電壓只會上升。此時成本因素很重要，如果采用SVG成本高而且可靠性低，不合適，價格低可靠性高的磁控電抗器適合此應用場合。

發明內容

為了克服上述現有技術中的不足，本發明提供一種基于磁控電抗器的無功補償控制系統及方法，以解決上述技術問題。

本發明的技術方案是：

一種基于磁控電抗器的無功補償控制系統，包括無功補償子系統和相位差檢測模塊，所述無功補償子系統分別連接有電流采樣模塊和電壓采樣模塊，電流采樣模塊和電壓采樣模塊分別與相位差檢測模塊連接；相位差檢測模塊通過檢測驅動模塊與無功補償子系統連接。

進一步的，無功補償子系統包括磁控電抗器、無功功率源電容、電網電源和負載，無功功率源電容和負載并聯在磁控電抗器的一側，磁控電抗器連接到電網電源，磁控電抗器包括主鐵芯和四個線圈，所述主鐵芯分為兩個半鐵芯柱，四個線圈分別對稱的繞在兩個半鐵芯柱上，每個半鐵芯柱的上下兩繞組各有一個抽頭，抽頭之間分別連接有晶閘管，不同鐵芯柱上的上下兩個繞組交叉連接后并聯到電網電源，交叉點的兩端橫跨設置有續流二極管；通過改變小截面段磁路的飽和程度來改變電抗器的容量，能提高電網的輸電能力、調整電網電壓和補償無功功率。

進一步的，相位差檢測模塊包括第一乘法器、第二乘法器和控制器，電流采集模塊分別與第一乘法器和第二乘法器連接，電壓采集模塊與第二乘法器連接，電壓采集模塊的輸出端還通過移相器與第一乘法器連接，第一乘法器和第二乘法器分別通過低通濾波器與控制器連接，控制器進行反正切運算輸出相位差信號分別通過檢測驅動模塊連接到晶閘管的驅動端；電流采集模塊用于采集電網電源輸出電流；電壓采集模塊用于采集電網電源電壓；將采集到的電壓信號分兩路，一路保持不變與采集到的電流信號通過第二乘法器輸出通過低通濾波器到控制器；另一路通過移相器進行90度相移后采集到的電流信號通過第一乘法器輸出通過低通濾波器到控制器進行反正切運算輸出相位差信號輸出到檢測驅動模塊產生相應的觸發延遲角的晶閘管觸發脈沖，驅動晶閘管觸發。

進一步的，低通濾波器還通過過零檢測電路與控制器連接；

所述過零檢測電路包括過零比較器，低通濾波器的輸出端通過串聯連接的第七電阻和第八電阻連接到過零比較器的負輸入端，過零比較器的負輸入端還通過第十電阻連接有正電源，正電源還通過第九電阻連接到過零比較器的正輸入端；正電源還通過第十三電阻連接到過零比較器的輸出端，過零比較器的輸出端連接到控制器；