[發明專利]一種SVG各運行工況下的損耗估算方法及系統

有效

• 申請號: 202110263250.4
• 申請日: 2021-03-11
• 公開（公告）號: CN113036777B
• 公開（公告）日: 2022-06-03
• 發明（設計）人: 夏圣峰;楊朝赟;江南;黃毅標;張衍;汪逸帆;李戎;李寬宏;張君琦;吳毅平
• 申請（專利權）人: 國網福建省電力有限公司福州供電公司;國網福建省電力有限公司
• 主分類號: H02J3/18
• 分類號: H02J3/18
• 代理公司: 福州元創專利商標代理有限公司 35100
• 代理人: 陳明鑫;蔡學俊

本發明涉及一種SVG各運行工況下的損耗估算方法及系統。該方法包括：根據SVG實際監測數據確定系統電壓與SVG輸出電流間的相對相位角，并判斷其運行工況；根據SVG實際監測數據確定SVG實際運行時的等效電抗值；根據SVG工作原理，結合SVG發出或吸收的無功功率，確定SVG輸出電壓及其與系統電壓間的相位差，并計算得到SVG實際運行時的等效電阻值；根據得到的等效電阻值近似估算SVG各運行工況下的損耗。本發明可以實現SVG各運行工況下的損耗估算，所需的數據較少，方法較為簡單，實用性較強。

技術領域

本發明涉及SVG損耗估計領域，具體涉及一種SVG各運行工況下的損耗估算方法及系統。

背景技術

靜止無功發生器依靠大功率電力電子器件的高頻開關實現無功能量的變換?；驹硎菍⒆該Q相橋式拓撲電路通過電抗器直接并聯在電網上，通過調節橋式電路交流側輸出電壓的相位和幅值或者直接控制其交流側電流相位或幅值，實現動態無功補償的目的。

SVG系統工作時，功率器件在開通、關斷過程中會產生大量的功率損耗，此外，其他元器件也會產生一些功率損耗，并且產生的損耗會以熱量的形式耗散出來。SVG系統散熱的可靠性對SVG系統運行壽命起著至關重要的作用。因此，有必要估算出SVG實際運行過程中的損耗，不僅便于實時監控SVG系統的散熱情況，還有助于SVG治理的優化配置。

在SVG系統中，IGBT模塊是控制整個系統關斷、整流逆變的核心器件，SVG系統運行時IGBT模塊會產生大量的熱量，是SVG系統損耗的主要來源。IGBT模塊損耗包括通態損耗和開關損耗，將IGBT的輸出特性曲線運用線性化思想近似為一條直線，由于開關過程分為開通、關斷和恢復3個時刻，因此相應地將IGBT模塊的總損耗分為4部分，即通態損耗、開通損耗、關斷損耗和恢復損耗。

現有方法是根據SVG系統的工作參數代入相關公式，得到IGBT模塊通態、開通、關斷、恢復各部分損耗值。但是現有方法需要的額定集電極電流、SVG額定電流、額定壓降、額定的開通時間、額定關斷時間、反向恢復時的額定峰值電流、續流二極管反向恢復時間、IGBT開啟電壓、續流二極管門檻電壓、集電極峰值電流、集電極電壓、開關頻率等多種數據，計算復雜，運用難度高，工程實用性較差。

發明內容

本發明的目的在于提供一種SVG各運行工況下的損耗估算方法及系統，可以實現SVG各運行工況下的損耗估算，所需的數據較少，方法較為簡單，實用性較強。

為實現上述目的，本發明的技術方案是：一種SVG各運行工況下的損耗估算方法，包括：

根據SVG實際監測數據確定系統電壓與SVG輸出電流間的相對相位角，并判斷其運行工況；

根據SVG實際監測數據確定SVG實際運行時的等效電抗值；

根據SVG工作原理，結合SVG發出或吸收的無功功率，確定SVG輸出電壓及其與系統電壓間的相位差，進而計算得到SVG實際運行時的等效電阻值；

根據得到的等效電阻值近似估算SVG各運行工況下的損耗。

在本發明一實施例中，所述相對相位角θ的求取方式如下：

在已知系統電壓U_s、補償電流I和SVG無功功率Q的情況下，根據式(1)計算得到系統電壓U_s和SVG補償電流I之間的夾角，即相對相位角θ：

Q＝U_sI sinθ (1)

式中：θ的取值范圍為-90°～90°，θ0為容性工作模式，θ＝0為空載工作模式，θ0為感性工作模式。

在本發明一實施例中，所述SVG實際運行時的等效電抗值的求取方式如下：