CN105207225A - 一种自适应调节响应速度的静止式动态无功补偿装置 - Google Patents

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王金浩
王志泳
齐月文
徐龙
雷达
杨超颖
杜慧杰
田瀚臻
肖莹
吴玉龙
李慧蓬
李胜文
张敏
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Abstract

本发明涉及电力系统自动控制装置设计领域，具体为一种自适应调节响应速度的静止式动态无功补偿装置。本发明提供了一种自适应调节响应速度的静止式动态无功补偿装置，能够有效解决现有自适应调节响应速度的静止式动态无功补偿装置响应速度慢的技术问题，且不增加额外功耗。本发明具有根据系统扰动水平，自适应调节响应速度的功能，从而实现了自适应调节响应速度的静止式动态无功补偿装置在不增加额外功耗的情况下，对电网扰动的快速响应。同时避免了对电网产生频繁冲击。本发明在快速励磁箱(10)中创新性的增加快速励磁单元(13)，从而实现本自适应调节响应速度的静止式动态无功补偿装置的快速响应功能。

Description

一种自适应调节响应速度的静止式动态无功补偿装置
技术领域
本发明涉及电力系统自动控制装置设计领域，具体为一种自适应调节响应速度的静止式动态无功补偿装置。
背景技术
磁阀式可控电抗器型静止式动态无功补偿装置，可以根据系统无功、电压变化水平，自动调整自身感性或容性出力，对其所在电网的无功功率及母线电压进行控制及稳定，从而改善电网电能质量、提高功率因数。但受磁阀式可控电抗器型静止式动态无功补偿装置结构原理制约，其针对系统无功、电压扰动表现出响应速度慢的缺点，导致其不能在电力系统中得到应用。现有的提高磁阀式可控电抗器型静止式动态无功补偿装置响应速度的方案主要有以下两种：一是提高自适应调节响应速度的静止式动态无功补偿装置励磁系统容量，二是增加电容电抗快速励磁回路。经现场测试，上述两种方案均无法满足针对风电场配置动态无功补偿装置须对电压波动快速响应，且响应时间不超过30毫秒的技术要求。
发明内容
(一)要解决的技术问题
本发明提供了一种自适应调节响应速度的磁阀式可控电抗器型静止式动态无功补偿装置，能够有效解决现有磁阀式可控电抗器型静止式动态无功补偿装置响应速度慢的技术问题，且不增加额外功耗。
技术方案
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种自适应调节响应速度的磁阀式可控电抗器型静止式动态无功补偿装置，所述自适应调节响应速度的磁阀式可控电抗器型静止式动态无功补偿装置包括：高压侧母线1、低压侧母线2、磁阀式可控电抗器控制器9、磁阀式可控电抗器快速励磁箱10和磁阀式可控电抗器电抗器11；所述高压侧母线1上分别电连接有变压器5和高压侧母线电压互感器3；所述变压器5上设有变压器电流互感器4；所述变压器电流互感器4的二次侧与所述磁阀式可控电抗器控制器9的系统电流采样端连接；所述高压侧母线电压互感器3的二次侧与所述磁阀式可控电抗器控制器9的系统电压采样端连接；所述低压侧母线2上分别电连接有励磁变压器6，低压侧电压互感器7和磁阀式可控电抗器11；所述磁阀式可控电抗器11上设有磁阀式可控电抗器电流互感器8；所述磁阀式可控电抗器电流互感器8的二次侧与所述磁阀式可控电抗器控制器9的磁阀式可控电抗器电流采样端连接；所述低压侧电压互感器7的二次侧与所述磁阀式可控电抗器控制器9的磁阀式可控电抗器电压采样端连接；所述励磁变压器6的二次侧与所述磁阀式可控电抗器快速励磁箱10的励磁电源端连接；所述磁阀式可控电抗器控制器9的控制信号输出端与所述磁阀式可控电抗器快速励磁箱10的控制信号输入端连接；所述磁阀式可控电抗器快速励磁箱10的直流励磁输出端与所述磁阀式可控电抗器11的直流励磁输入端连接。
优选地，所述磁阀式可控电抗器快速励磁箱10由普通励磁单元12、快速励磁单元13、快速退磁单元17和交流电压输入单元18组成；所述交流电压输入单元18的电压输出端与所述快速退磁单元17的电压输入端连接；所述快速退磁单元17的电压输出端分别与所述普通励磁单元12和快速励磁单元13的电压输入端连接；所述普通励磁单元12为由两只晶闸管14、两只二极管15和一只快恢复型续流二极管16组成的桥式整流电路；所述快速励磁单元13为由四只晶闸管组成的桥式整流电路；所述普通励磁单元12的普通直流励磁输出端与所述快速励磁单元13的快速直流励磁输出端连接，组成所述磁阀式可控电抗器快速励磁箱10的直流励磁输出端。
(三)有益效果
本发明提供了一种自适应调节响应速度的静止式动态无功补偿装置，能够有效解决现有自适应调节响应速度的静止式动态无功补偿装置响应速度慢的技术问题，且不增加额外功耗。本发明具有能够根据系统扰动水平，自适应调节响应速度的功能，从而实现了自适应调节响应速度的静止式动态无功补偿装置在不增加额外功耗的情况下，对电网扰动的快速响应。同时避免了对电网产生频繁冲击。本发明在快速励磁箱10中创新性的增加快速励磁单元13，从而实现本自适应调节响应速度的静止式动态无功补偿装置的快速响应功能。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是根据本发明一种自适应调节响应速度的静止式动态无功补偿装置一个实施例的装置结构示意图；
图2是根据本发明一种自适应调节响应速度的静止式动态无功补偿装置一个实施例的磁阀式可控电抗器快速励磁箱的结构示意图。
具体实施方式
下面结合说明书附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例仅用于说明本发明，但不能用来限制本发明的范围。
下面对照附图对本发明进行详细说明：
图1所示，一种自适应调节响应速度的磁阀式可控电抗器型静止式动态无功补偿装置，包括高压侧母线1，低压侧母线2，磁阀式可控电抗器控制器9，磁阀式可控电抗器快速励磁箱10及磁阀式可控电抗器11。在高压侧母线1上分别电连接有变压器5和高压侧母线电压互感器3，变压器5上设有变压器电流互感器4，变压器电流互感器4的二次侧与磁阀式可控电抗器控制器9的系统电流采样端连接，高压侧母线电压互感器3的二次侧与磁阀式可控电抗器控制器9的系统电压采样端连接。低压侧母线2上分别电连接有励磁变压器6，低压侧电压互感器7和磁阀式可控电抗器11，磁阀式可控电抗器11上设有磁阀式可控电抗器电流互感器8，磁阀式可控电抗器电流互感器8的二次侧与磁阀式可控电抗器控制器9的磁阀式可控电抗器电流采样端连接，低压侧电压互感器7的二次侧与磁阀式可控电抗器控制器9的磁阀式可控电抗器电压采样端连接。励磁变压器6的二次侧与磁阀式可控电抗器快速励磁箱10的励磁电源端连接。磁阀式可控电抗器控制器9的控制信号输出端与磁阀式可控电抗器快速励磁箱10的控制信号输入端连接。磁阀式可控电抗器快速励磁箱10的直流励磁输出端与磁阀式可控电抗器11的直流励磁输入端连接。
图2所示，磁阀式可控电抗器快速励磁箱10由普通励磁单元12、快速励磁单元13、快速退磁单元17及交流电压输入单元18组成；交流电压输入单元18的电压输出端与快速退磁单元17的电压输入端连接；快速退磁单元17的电压输出端分别与普通励磁单元12、快速励磁单元13的电压输入端连接；普通励磁单元12是由两只晶闸管14、两只二极管15、一只快恢复型续流二极管16组成桥式整流电路，快速励磁单元13由四只晶闸管组成桥式整流电路；普通励磁单元12的普通直流励磁输出端与快速励磁单元13的快速直流励磁输出端连接，组成磁阀式可控电抗器快速励磁箱10的直流励磁输出端。
本发明中的能够自适应调节响应速度的磁阀式可控电抗器型静止式动态无功补偿装置通过以下四部分配合实现：
励磁变压器6：用于给快速励磁箱10提供励磁电源。
快速励磁箱10：用于对磁阀式可控电抗器11快速励磁。在快速励磁箱10中创新性的增加快速励磁单元13，从而实现本磁阀式可控电抗器型静止式动态无功补偿装置的快速响应功能。
磁阀式可控电抗器控制器9：用于控制磁阀式可控电抗器11的无功功率输出及响应速度。磁阀式可控电抗器控制器9通过对电网实际工况的采样分析，调整磁阀式可控电抗器快速励磁箱10中励磁单元的晶闸管导通角，控制磁阀式可控电抗器11无功功率输出，以满足电网需求。当磁阀式可控电抗器控制器9检测到电网电压波动和无功变化较小时，选择磁阀式可控电抗器快速励磁箱10中普通励磁单元12进行整流输出，此时快速励磁装置的磁阀式可控电抗器型静止式动态无功补偿装置装置工作在普通励磁模式下；当磁阀式可控电抗器控制器9检测电网电压波动和无功变化较大时，选择磁阀式可控电抗器快速励磁箱10中快速励磁单元13进行整流输出，此时快速励磁装置的磁阀式可控电抗器型静止式动态无功补偿装置装置工作在快速励磁模式下。
磁阀式可控电抗器11：用于吸收系统无功功率，改善电网电能质量，提高系统功率因数。
以上实施方式仅用于说明本发明，而非对本发明的限制。尽管参照实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，对本发明的技术方案进行各种组合、修改或者等同替换，都不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (2)

1.一种自适应调节响应速度的静止式动态无功补偿装置，其特征在于，所述自适应调节响应速度的静止式动态无功补偿装置包括：高压侧母线(1)、低压侧母线(2)、磁阀式可控电抗器控制器(9)、磁阀式可控电抗器快速励磁箱(10)和磁阀式可控电抗器电抗器(11)；所述高压侧母线(1)上分别电连接有变压器(5)和高压侧母线电压互感器(3)；所述变压器(5)上设有变压器电流互感器(4)；所述变压器电流互感器(4)的二次侧与所述磁阀式可控电抗器控制器(9)的系统电流采样端连接；所述高压侧母线电压互感器(3)的二次侧与所述磁阀式可控电抗器控制器(9)的系统电压采样端连接；所述低压侧母线(2)上分别电连接有励磁变压器(6)，低压侧电压互感器(7)和磁阀式可控电抗器电抗器(11)；所述磁阀式可控电抗器电抗器(11)上设有磁阀式可控电抗器电流互感器(8)；所述磁阀式可控电抗器电流互感器(8)的二次侧与所述磁阀式可控电抗器控制器(9)的磁阀式可控电抗器电流采样端连接；所述低压侧电压互感器(7)的二次侧与所述磁阀式可控电抗器控制器(9)的磁阀式可控电抗器电压采样端连接；所述励磁变压器(6)的二次侧与所述磁阀式可控电抗器快速励磁箱(10)的励磁电源端连接；所述磁阀式可控电抗器控制器(9)的控制信号输出端与所述磁阀式可控电抗器快速励磁箱(10)的控制信号输入端连接；所述磁阀式可控电抗器快速励磁箱(10)的直流励磁输出端与所述磁阀式可控电抗器电抗器(11)的直流励磁输入端连接。
2.根据权利要求1所述的一种自适应调节响应速度的静止式动态无功补偿装置，其特征在于，所述磁阀式可控电抗器快速励磁箱(10)由普通励磁单元(12)、快速励磁单元(13)、快速退磁单元(17)和交流电压输入单元(18)组成；所述交流电压输入单元(18)的电压输出端与所述快速退磁单元(17)的电压输入端连接；所述快速退磁单元(17)的电压输出端分别与所述普通励磁单元(12)和快速励磁单元(13)的电压输入端连接；所述普通励磁单元(12)为由两只晶闸管(14)、两只二极管(15)和一只快恢复型续流二极管(16)组成的桥式整流电路；所述快速励磁单元(13)为由四只晶闸管组成的桥式整流电路；所述普通励磁单元(12)的普通直流励磁输出端与所述快速励磁单元(13)的快速直流励磁输出端连接，组成所述磁阀式可控电抗器快速励磁箱(10)的直流励磁输出端。
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