CN107834573B - 一种复合式调补装置电路结构及控制方法 - Google Patents

一种复合式调补装置电路结构及控制方法 Download PDF

Info

Publication number
CN107834573B
CN107834573B CN201711371277.5A CN201711371277A CN107834573B CN 107834573 B CN107834573 B CN 107834573B CN 201711371277 A CN201711371277 A CN 201711371277A CN 107834573 B CN107834573 B CN 107834573B
Authority
CN
China
Prior art keywords
svg
current
static var
var generator
itd
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201711371277.5A
Other languages
English (en)
Other versions
CN107834573A (zh
Inventor
宋轩
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Jilin Tuneup Energy Saving Technology Co ltd
Original Assignee
Jilin Tuneup Energy Saving Technology Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Jilin Tuneup Energy Saving Technology Co ltd filed Critical Jilin Tuneup Energy Saving Technology Co ltd
Priority to CN201711371277.5A priority Critical patent/CN107834573B/zh
Publication of CN107834573A publication Critical patent/CN107834573A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN107834573B publication Critical patent/CN107834573B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/18—Arrangements for adjusting, eliminating or compensating reactive power in networks
    • H02J3/1821—Arrangements for adjusting, eliminating or compensating reactive power in networks using shunt compensators
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/01—Arrangements for reducing harmonics or ripples
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/26—Arrangements for eliminating or reducing asymmetry in polyphase networks
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E40/00—Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
    • Y02E40/10—Flexible AC transmission systems [FACTS]
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E40/00—Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
    • Y02E40/40—Arrangements for reducing harmonics
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E40/00—Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
    • Y02E40/50—Arrangements for eliminating or reducing asymmetry in polyphase networks

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
  • Control Of Electrical Variables (AREA)

Abstract

本发明是一种复合式调补装置电路结构，其特点是，包括：静止无功发生器(SVG)和模块式一体化电容器调补装置(ITD)，静止无功发生器(SVG)与模块式一体化电容器调补装置(ITD)并列安在装在负荷前端，装在网侧的电流互感器的二次电流串联经过静止无功发生器(SVG)与模块式一体化电容器调补装置(ITD)，在静止无功发生器(SVG)出线端装有一组电流互感器，所述互感器的二次线与网侧电流互感器二次侧反向并联连接。具有功耗低、容量大、动态响应快、噪音小、方便安装和运维方便且性价比高等优点。并提供其控制方法。

Description

一种复合式调补装置电路结构及控制方法
技术领域
本发明涉及无功补偿技术领域，是一种复合式调补装置电路结构及控制方法。
背景技术
通常情况下，配电系统中三相变压器接三相均衡对称负荷，系统处于对称运行状态，三相电流大小相等，且相邻相间的相位差相等。但实际上由于大量单相负荷的接入和用电的不同时性，导致三相负荷发生不对称变化，引起三相电流也发生不对称变化，造成三相电流的大小、相位各不相同，且相邻相间的相位差也不相等，因此系统中的电流便出现不对称，也称为三相电流不平衡。三相电流的不平衡会导致零线电流增大，进而会产生变压器的铁损和铜损大幅度增加，变压器的带载能力下降，绝缘老化加快，零线烧断、表计计量不准等问题。近年来，随着电力电子应用技术的快速发展，大量的非线性负荷接入电网，产生了大量的谐波和零线电流，同时加剧了不平衡现象。因此为治理三相电流不平衡和提高电能质量问题，本领域技术人员采用了以下几种技术措施。
1.无源型调补装置
由于电源侧三相电流的不对称是由三相负荷的不对称引起的，因此如果用无功元件构造一个相对于该不对称负荷的不对称的导纳网络，将之并接在三相电源后的负荷侧，让合成后的总负荷变为对称，则电源侧的不对称的三相输出电流就转变成平衡的三相电流了，不对称的补偿导纳网络构成原理如图1所示。
三相电源的A相与零之间接有电阻R，在没有接入所有电容和电感之前，只有A相有电流，B、C相都没有电流，这是一个严重不平衡系统。为使A相电流平均分配到三相之间且每相功率因数都能补偿到1，采用如图1所示的方法来进行不平衡的调整和功率因数补偿：
(1)，在A、B相之间接入电容C1的现象：
从A相看：由于电容电流Ic1超前电容C1电压Uc 90°。这时，在A相体现出垂直于A相电压的容性无功电流分量+Iqc1和与A相电压方向相反的负有功电流分量-Ipc。
从B相看：同理，电容电流Ic1超前电容C1电压Uc 90°。这时，在B相体现出垂直于B相电压的容性无功电流分量+Iqc1和与B相电压方向相同的正有功电流分量+Ipc。
由此看出：在A、B相之间跨接的电容C1后，A相的部分有功电流被转移到了B相。
如果恰当地选择电容C1，使之在A相的有功电流分量-Ipc是A相有功电流的1/3，这时，电容C1就会将A相的1/3有功电流转移到B相，即：与B相电压方向相同的正有功电流分量+Ipc。
(2)A、C相之间接入电感L1的现象：
从A相看：由于电感电流IL1滞后电感L1的电压UL 90°。在A相体现出一个垂直于A相电压的感性无功电流分量-IqL1和与A相电压方向相反的负有功电流分量-IpL。
从C相看：同理，电感电流IL1滞后电感L1的电压UL 90°。在C相体现出一个垂直于C相电压的感性无功电流分量-IqL1和与C相电压方向相同的正有功电流分量+IpL。
由此看出：在A、C相之间跨接电感L1后，A相的部分有功电流被转移到了C相。
如果恰当地选择电容L1，使之在A相的有功电流分量-IpL是A相有功电流的1/3，这时，电容L1就会将A相的1/3有功电流转移到C相。
通过上述分析看出：电容C1将A相的1/3有功电流转移到B相，电感L1又将A相的1/3有功电流转移到了C相。这时B相有1/3的有功电流，C相也有1/3的有功电流，A相也只剩下了1/3的有功电流。所以，三相有功电流完全平衡。
(3)调整后的三相功率因数：
A相功率因数：电容C1在A相的容性无功电流分量+Iqc1与电感L1在A相的感性无功分量-IqL1相互抵消。该相无功电流为零，功率因数为1。
B相功率因数：在B相与零之间恰当地接入电感L2，使之在B相的感性无功电流分量-IqL2正好抵消该相容性无功电流分量+Iqc1。该相无功电流为零，功率因数为1。
C相功率因数：在C相与零之间恰当地接入电容C2，使之在C相的容性无功电流分量+Iqc2正好抵消该相感性无功电流分量-IqL1。该相无功电流为零，功率因数为1。
以上的分析表明：只要在相与相之间能够接入电容或电感，是完全可以达到在相与相之间的转移有功的目的。根据以上原理分析，在相间接入一个千乏的电容器，可以转移0.289千瓦的有功功率。对于380V的低压配电系统，换算成转移的有功电流约为0.76A。所以转移的有功电流的大小取决于接入相间电容器的大小和负载感性无功的多少。当实际的负荷相当于若干个电阻时，只要按照各个电阻的情况分别计算出补偿量，再按照迭加原理相加就可以了。如何解决装置中所需的电感，便成为装置构成的制约条件。实际负荷系统中存在着大量的感性负荷，装置可以将这些感性负荷看成等效电抗器，这样一来就巧妙的解决了装置所需的电抗器的难题。按上述方法，只要负荷系统有足够得感性无功，再接入足够的电容器，便可以达到有功平衡且无功补偿为零的效果。如果负中的感性无功不足，将导致装置转移有功电流能力不够。
基于上述的技术原理，申请号：201420588376.4公开了本申请人吉林特纳普节能技术有限公司，于2014年10月13日申请的名称为：“模块式一体化电容器调补装置”，参见图2，是一种无源型电容器调补装置，这种模块式一体化电容器调补装置，包括人机接口控制模块、测控模块、电源模块、至少两个开关模块，每个开关模块的磁保持继电器与3只单相电容器相连，且与三相交流电源之间构成角形连接或星形连接，人机接口控制模块、测量模块、开关模块通过485现场总线互相连接；电源模块将交流电变为直流电源对人机接口控制模块、测控模块、开关模块供电；测控模块对外部输入的交流电压、电流信号进行数据采集和计算处理，并将计算处理结果通过485现场总线送给人机接口控制模块，人机接口控制模块根据测控模块送上来的数据进行分析计算,且给每个开关模块发出动作控制指令，开关模块控制磁保持继电器在触点两端电压为零时闭合和电流为零时断开，实现电容器组在三相各相间和相零间任意不等量投切，达到调整有功电流平衡同时补偿无功功率的目的。具有结构简单，可靠性高，并容易生产调试，便于维护，且能够按不同比例灵活分配角接组和星接组的数量实现所需要功能等优点，但这种模块式一体化电容器调偿装置运行过程中如果不串联电抗器会产生一定的谐波，且存在着调补精度低，速度慢，抑制谐波差等缺点，尚不能完全解决三相电流不平衡和更有效的提高电能质量的问题。
2.静止无功发生器(SVG)，即有源型调补装置，也称三相不平衡补偿装置
静止无功发生器(SVG)的基本原理是，将电压源型逆变器，经过电抗器并联在电网上。电压源型逆变器包含直流电容和逆变桥两个部分，其中逆变桥由可关断的半导体器件IGBT组成。
工作中，通过调节逆变桥中IGBT器件的开关，可以控制直流逆变到交流的电压的幅值、波形和相位，因此，整个装置相当于一个调相电源。通过检测系统中所需的无功，可以快速发出大小相等、相位相反的无功，实现无功的就地平衡，保持系统实时高功率因数运行。
图3为静止无功发生器(SVG)原理图，将系统看作一个无穷大电压源，SVG可以看作一个可控电压源，连接电抗器可以等效成一个线性阻抗元件。通过控制逆变器输出电压的相位、大小和波形，使得SVG可以进行补偿基波无功电流、调整三相不平衡电流，也可同时对谐波电流进行补偿，在中低压电能质量治理领域得到广泛应用。与无源式调补装置比较，其优点是：
(1)静止无功发生器(SVG)是电流源型装置，主动式跟踪补偿系统所需无功；从机理上避免了大容量电容/电抗元器件并联在电网中可能发生的谐振现象；在电网薄弱的末端使用，其安全性比阻抗型装置更高；
(2)静止无功发生器(SVG)的响应速度更快，整体装置的动态无功响应速度小于10ms，而无源型无功补偿装置响应时间在200ms以上。相比之下，SVG实现了质的飞跃，首次将动态无功补偿的响应时间缩短到一个工频周期之内；
(3)静止无功发生器(SVG)中的谐波特性更好，无源式调补装置运行过程中都产生较大的谐波，而静止无功发生器(SVG)自身不产生谐波，同时还能滤除系统谐波，保证运行安全性；
(4)静止无功发生器(SVG)采用模块化设计和户柜式安装，工程设计和安装工作量小；
(5)无源型调补装置是阻抗型特性，输出无功容量和母线电压的平方成正比；静止无功发生器(SVG)具有电流源的特性，输出容量和母线电压成线形关系。在母线电压偏低的情况下，SVG出力大，调补效果更好。但是，静止无功发生器(SVG)存在着运行时自身会产生功耗和冷却风扇的噪音，且造价较高等缺点。
为此，现有技术对静止无功发生器(SVG)进行了改进，出现了一种外挂电容器结构的SVG，以主从方式工作，即由SVG通过自身所带的扩展接口直接控制外接的电容器投切用以补偿负荷的基础无功。如图4是由SVG本身的扩展I/O端子控制电容器投切开关Ki；图5是由SVG本身的串行通讯接口控制电容器的投切开关Ki。但是，现有技术的改进型外挂电容器结构的SVG的缺点是，这种主从结构的控制方式为电容器及SVG的配合及控制策略全部由SVG承担，程序复杂，且每个设备厂家所制造的设备控制模式各有差异，没有统一标准，集成起来很困难，而且一旦SVG出现故障，整个装置就会失效。
发明内容
本发明的目的是，克服现有技术中无源型电容器调补装置和静止无功发生器(SVG)各自存在的缺点，对现有技术进行有机的组合和实质性创新，提供一种动态调补与静态调补并行组合，动态调补采用静止无功发生器(SVG),静态调补采用模块式一体化电容器调补装置(ITD)，充分发挥静止无功发生器(SVG)的动态响应速度快和模块式一体化电容器调补装置(ITD)容量大低功耗的各自优势，使整体组件具有功耗低、容量大、动态响应快、噪音小、方便安装和运维方便且性价比高的复合式调补装置电路结构；并提供复合式调补装置的控制方法。
实现本发明的目的采用的技术方案之一是：一种复合式调补装置电路结构，其特征是，它包括：静止无功发生器(SVG)和模块式一体化电容器调补装置(ITD)，静止无功发生器(SVG)与模块式一体化电容器调补装置(ITD)并列安在装在负荷前端，装在网侧的电流互感器的二次电流串联经过静止无功发生器(SVG)与模块式一体化电容器调补装置(ITD)，在静止无功发生器(SVG)出线端装有一组电流互感器，所述互感器的二次线与网侧电流互感器二次侧反向并联连接。
在所述静止无功发生器(SVG)电源连接线上串接永磁式接触器KM，通过模块式一体化电容器调补装置(ITD)控制永磁式接触器KM闭合或断开静止无功发生器(SVG)电源使其投入或退出运行。
实现本发明的目的采用的技术方案之二是：一种复合式调补装置的控制方法，其特征是，它包括以下内容：
1)采用静止无功发生器(SVG)与模块式一体化电容器调补装置(ITD)并列安在装在负荷前端，装在网侧的电流互感器的二次电流串联经过静止无功发生器(SVG)与模块式一体化电容器调补装置(ITD)，在静止无功发生器(SVG)出线端装有一组电流互感器，所述互感器的二次线与网侧电流互感器二次侧反向并联连接，对网侧电流和静止无功发生器(SVG)电流进行矢量叠加，消除流过静止无功发生器(SVG)、模块式一体化电容器调补装置(ITD)的测量电流中的SVG电流分量影响，对静止无功发生器(SVG)输出电流影响成分，即将静止无功发生器(SVG)输出电流的分量影响去除，再将静止无功发生器(SVG)电流互感器的工作方式设定为负荷侧，于是模块式一体化电容器调补装置(ITD)就可以根据负荷的变化进行跟踪调补，而静止无功发生器(SVG)又根据模块式一体化电容器调补装置(ITD)调补后的结果再对负荷进行动态精细调补，从而实现在补偿单元容量内动态调补负荷；静止无功发生器(SVG)和模块式一体化电容器调补装置(ITD)通过电流互感器矢量叠加测量电流实现了相互之间的自动无缝配合，由模块式一体化电容器调补装置(ITD)最大程度的担负基础调补容量，尽量减小静止无功发生器(SVG)负担，使装置运行始终处于功耗最小、配合最优的状态，且任何一个设备故障均不会影响另一个设备运行，整个组件的可靠性高；
2)当负荷无功和三相电流不平衡度小于设定值时，模块式一体化电容器调补装置(ITD)通过控制永磁式接触器KM断开静止无功发生器(SVG)电源使其退出运行；当负荷无功和三相电流不平衡度大于设定值时，模块式一体化电容器调补装置(ITD)通过控制永磁式接触器KM闭合静止无功发生器(SVG)电源使其投入运行，实现装置小负荷情况下节能运行；
3)静止无功发生器(SVG)与模块式一体化电容器调补装置(ITD)工作时负荷的无功补偿主要由电容器来承担，重点解决了无功造成的线路损耗，而静止无功发生器(SVG)主要担负有功电流的平衡化调整及抑制谐波工作，按3:7的比例来配置静止无功发生器(SVG)和模块式一体化电容器调补装置(ITD)的容量。
本发明的一种复合式调补装置电路结构及控制方法的优点体现在：
由于本发明的一种复合式调补装置电路结构，采用静止无功发生器(SVG)和模块式一体化电容器调补装置(ITD)，静止无功发生器(SVG)与模块式一体化电容器调补装置(ITD)并列安装在负荷前端，互不控制，各自独立运行。按常规补偿测量方式，装在网侧电流互感器的二次电流串联经过静止无功发生器(SVG)与模块式一体化电容器调补装置(ITD)。在SVG出线端装有一组电流互感器，该互感器的二次线与网侧电流互感器二次侧反向并联连接，对网侧电流和SVG电流进行矢量叠加，消除流过SVG和ITD的测量电流SVG输出电流影响成分，即将SVG输出电流的分量影响去除，再将SVG电流互感器的工作方式设定为负荷侧，于是ITD就可以根据负荷的变化进行跟踪调补，而SVG又根据ITD调补后的结果再对负荷进行动态精细调补，从而实现在补偿单元容量内动态调补负荷。该方案的最大优点是SVG和ITD通过电流互感器矢量叠加测量电流实现了相互之间的自动无缝配合，由ITD最大程度的担负基础调补容量，尽量减小SVG负担，使装置运行始终处于功耗最小、配合最优的状态，且任何一个设备故障均不会影响另一个设备运行，整个组件的可靠性高；
由于采用的ITD型自动调补电容补偿装置应用嵌入式单片机技术、相控投切电容器开关技术、机电一体化设计制造技术于一体，将测量控制电路、同步开关电路和多台内置三只单相电容器的电容器组一体化设计构成，实现成套无功补偿装置部件化，具有可靠性高、体积小、容量大、功能强、安装使用方便等特点，该装置最大的特点还在于，它通过独特的电气结构和控制策略，自动控制电容器在相间和相与零线间不等量搭接，进行对电源侧有功负荷不对称的自动平衡化调整同时补偿无功功率(简称“调补”)，大幅减小零线电流，并使功率因数达标；
由于采用的静止无功发生器(SVG)为通用的模块式产品，主电路采用三电平拓扑结构，具有功率密度高、滤波效果好、体积小等特点，模块具有自动调整三相不平衡电流、消除谐波和无功补偿功能，功能的匹配可以通过软件选择设定，应用十分灵活；
由于本发明设计有低负荷时自动停运的节电功能，即当负荷无功和三相电流不平衡度小于设定值时，装置通过控制永磁式接触器KM自动切除电源退出运行。当负荷无功和三相电流不平衡度大于设定值时，装置自动启动投入运行，从而实现组件的经济运行。当装置组件退出运行时，其整套装置的静态功耗小于10瓦；
由于采用了较小容量的SVG配合较大容量的ITD,其工作时负荷的无功补偿主要由电容器来承担，重点解决了无功造成的线路损耗，而SVG主要担负有功电流的平衡化调整及抑制谐波工作，一般可按3:7的比例来配置SVG和ITD的容量，即可有效减小三相电流的不平衡度，改善供电质量和变压器运行工况并可以抑制谐波，提高一次设备的运行安全性和使用寿命，其效益堪比节能所得，本发明可谓一机三效，性价比极高。
附图说明
图1为无源型调补装置电路原理图；
图2为模块式一体化电容器调偿装置电路原理图；
图3为静止无功发生器(SVG)电路原理图；
图4为静止无功发生器(SVG)的扩展I/O端子控制电容器投切开关Ki示意图；
图5为静止无功发生器(SVG)的串行通讯接口控制电容器的投切开关Ki示意图；
图6为本发明的一种复合式调补装置电路结构原理图；
图7为本发明的一种复合式调补装置的控制流程图。
具体实施方式
下面利用附图和实施例对本发明作进一步说明。
参照图6，一种复合式调补装置电路结构，包括：静止无功发生器(SVG)和模块式一体化电容器调补装置(ITD)，所述的静止无功发生器(SVG)与模块式一体化电容器调补装置(ITD)并列安在装在负荷前端，装在网侧的电流互感器的二次电流串联经过静止无功发生器(SVG)与模块式一体化电容器调补装置(ITD)，在静止无功发生器(SVG)出线端装有一组电流互感器，所述互感器的二次线与网侧电流互感器二次侧反向并联连接，对网侧电流和静止无功发生器(SVG)电流进行矢量叠加，消除流过静止无功发生器(SVG)、模块式一体化电容器调补装置(ITD)的测量电流，对静止无功发生器(SVG)输出电流影响成分，即将静止无功发生器(SVG)输出电流的分量影响去除，再将静止无功发生器(SVG)电流互感器的工作方式设定为负荷侧，于是模块式一体化电容器调补装置(ITD)就可以根据负荷的变化进行跟踪调补，而静止无功发生器(SVG)又根据模块式一体化电容器调补装置(ITD)调补后的结果再对负荷进行动态精细调补，从而实现在补偿单元容量内动态调补负荷；静止无功发生器(SVG)和模块式一体化电容器调补装置(ITD)通过电流互感器矢量叠加测量电流实现了相互之间的无缝配合，由模块式一体化电容器调补装置(ITD)最大程度的担负基础调补容量，尽量减小静止无功发生器(SVG)负担，使装置运行始终处于功耗最小、配合最优的状态，且任何一个设备故障均不会影响另一个设备运行，整个组件的可靠性高。本发明设计有低负荷时自动停运的节电功能。即当负荷无功和三相电流不平衡度小于设定值时，装置通过控制永磁式接触器KM自动切除电源退出运行。当负荷无功和三相电流不平衡度大于设定值时，装置自动启动投入运行，从而实现组件的经济运行。当装置退出运行时，其静态功耗小于10瓦。
本发明由于采用了较小容量的静止无功发生器(SVG)配合较大容量的模块式一体化电容器调补装置(ITD),其工作时负荷的无功补偿主要由电容器来承担，重点解决了无功造成的线路损耗，而静止无功发生器(SVG)主要担负有功电流的平衡化调整工作，按3:7的比例来配置静止无功发生器(SVG)和模块式一体化电容器调补装置(ITD)的容量，即可有效减小三相电流的不平衡度，改善供电质量和变压器运行工况并可以抑制谐波，提高一次设备的运行安全性和使用寿命，其效益堪比节能所得，本发明可谓一机三效，性价比极高。为便于运维和快速安装于综合配电箱内，本发明采用框架式组件结构设计，即将包括模块式一体化电容器调补装置(ITD)、静止无功发生器(SVG)及其附属电器进线开关、接触器、涌流保护器、电流互感器、DTU通信单元、接线端子元部件组装在一个金属框架内，并完成其内部配线，将其形成功能单元组件，再通过四个地脚螺丝安装固定在配电箱内。这样的结构非常便于规模化生产，且方便用户运维。本发明的一种复合式调补装置控制流程如图7所示。
本发明的一种复合式调补装置的控制方法，包括以下内容：
1)采用静止无功发生器(SVG)与模块式一体化电容器调补装置(ITD)并列安在装在负荷前端，装在网侧的电流互感器的二次电流串联经过静止无功发生器(SVG)与模块式一体化电容器调补装置(ITD)，在静止无功发生器(SVG)出线端装有一组电流互感器，所述互感器的二次线与网侧电流互感器二次侧反向并联连接，对网侧电流和静止无功发生器(SVG)电流进行矢量叠加，消除流过静止无功发生器(SVG)、模块式一体化电容器调补装置(ITD)的测量电流，对静止无功发生器(SVG)输出电流影响成分，即将静止无功发生器(SVG)输出电流的分量影响去除，再将静止无功发生器(SVG)电流互感器的工作方式设定为负荷侧，于是模块式一体化电容器调补装置(ITD)就可以根据负荷的变化进行跟踪调补，而静止无功发生器(SVG)又根据模块式一体化电容器调补装置(ITD)调补后的结果再对负荷进行动态精细调补，从而实现在补偿单元容量内动态调补负荷；静止无功发生器(SVG)和模块式一体化电容器调补装置(ITD)通过电流互感器矢量叠加测量电流实现了相互之间的无缝配合，由模块式一体化电容器调补装置(ITD)最大程度的担负基础调补容量，尽量减小静止无功发生器(SVG)负担，使装置运行始终处于功耗最小、配合最优的状态，且任何一个设备故障均不会影响另一个设备运行，整个组件的可靠性高；
2)当负荷无功和三相电流不平衡度小于设定值时，静止无功发生器(SVG)与模块式一体化电容器调补装置(ITD)通过控制永磁式接触器KM自动切除电源退出运行，当负荷无功和三相电流不平衡度大于设定值时，装置自动启动投入运行；
3)静止无功发生器(SVG)与模块式一体化电容器调补装置(ITD)工作时负荷的无功补偿主要由电容器来承担，重点解决了无功造成的线路损耗，而静止无功发生器(SVG)主要担负有功电流的平衡化调整工作，按3:7的比例来配置静止无功发生器(SVG)和模块式一体化电容器调补装置(ITD)的容量。
本发明的具体实施方式并非穷举，本领域技术人员不经过创造性劳动的简单复制和改进，应属于本发明权利要求的保护范围。

Claims (2)

1.一种复合式调补装置的控制方法，该复合式调补装置包括静止无功发生器(SVG)和模块式一体化电容器调补装置(ITD)，静止无功发生器(SVG)与模块式一体化电容器调补装置(ITD)并列装在负荷前端，装在网侧的电流互感器的二次电流串联经过静止无功发生器(SVG)与模块式一体化电容器调补装置(ITD)，在静止无功发生器(SVG)出线端装有一组电流互感器，静止无功发生器(SVG)出线端装有的电流互感器的二次线与网侧的电流互感器二次侧反向并联连接，其特征是，该控制方法包括以下内容：
1)采用静止无功发生器(SVG)与模块式一体化电容器调补装置(ITD)并列装在负荷前端，装在网侧的电流互感器的二次电流串联经过静止无功发生器(SVG)与模块式一体化电容器调补装置(ITD)，在静止无功发生器(SVG)出线端装有一组电流互感器，静止无功发生器(SVG)出线端装有的电流互感器的二次线与网侧电流互感器二次侧反向并联连接，对网侧电流和静止无功发生器(SVG)电流进行矢量叠加，消除流过静止无功发生器(SVG)、模块式一体化电容器调补装置(ITD)的测量电流中的静止无功发生器(SVG)电流分量影响，对静止无功发生器(SVG)输出电流影响成分，即将静止无功发生器(SVG)输出电流的分量影响去除，再将静止无功发生器(SVG)电流互感器的工作方式设定为负荷侧，于是模块式一体化电容器调补装置(ITD)就根据负荷的变化进行跟踪调补，而静止无功发生器(SVG)又根据模块式一体化电容器调补装置(ITD)调补后的结果再对负荷进行动态精细调补，从而实现在补偿单元容量内动态调补负荷；静止无功发生器(SVG)和模块式一体化电容器调补装置(ITD)通过电流互感器矢量叠加测量电流实现了相互之间的自动无缝配合，由模块式一体化电容器调补装置(ITD)最大程度的担负基础调补容量，尽量减小静止无功发生器(SVG)负担，使装置运行始终处于功耗最小、配合最优的状态，且任何一个设备故障均不会影响另一个设备运行，整个组件的可靠性高；
2)当负荷无功和三相电流不平衡度小于设定值时，模块式一体化电容器调补装置(ITD)通过控制永磁式接触器KM断开静止无功发生器(SVG)电源使其退出运行；当负荷无功和三相电流不平衡度大于设定值时，模块式一体化电容器调补装置(ITD)通过控制永磁式接触器KM闭合静止无功发生器(SVG)电源使其投入运行，实现装置小负荷情况下节能运行；
3)静止无功发生器(SVG)与模块式一体化电容器调补装置(ITD)工作时负荷的无功补偿主要由电容器来承担，重点解决了无功造成的线路损耗，而静止无功发生器(SVG)主要担负有功电流的平衡化调整及抑制谐波工作，按3:7的比例来配置静止无功发生器(SVG)和模块式一体化电容器调补装置(ITD)的容量。
2.根据权利要求1所述的一种复合式调补装置的控制方法，其特征是，在所述静止无功发生器(SVG)电源连接线上串接永磁式接触器KM，通过模块式一体化电容器调补装置(ITD)控制永磁式接触器KM闭合或断开静止无功发生器(SVG)电源使其投入或退出运行。
CN201711371277.5A 2017-12-19 2017-12-19 一种复合式调补装置电路结构及控制方法 Active CN107834573B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201711371277.5A CN107834573B (zh) 2017-12-19 2017-12-19 一种复合式调补装置电路结构及控制方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201711371277.5A CN107834573B (zh) 2017-12-19 2017-12-19 一种复合式调补装置电路结构及控制方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN107834573A CN107834573A (zh) 2018-03-23
CN107834573B true CN107834573B (zh) 2023-08-15

Family

ID=61645210

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201711371277.5A Active CN107834573B (zh) 2017-12-19 2017-12-19 一种复合式调补装置电路结构及控制方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN107834573B (zh)

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003061249A (ja) * 2001-08-15 2003-02-28 Mitsubishi Electric Corp 自励式無効電力補償装置
CN102435881A (zh) * 2011-09-22 2012-05-02 绍兴电力局 一种动态无功补偿及谐波治理装置的试验回路及其测试方法
CN204103494U (zh) * 2014-10-13 2015-01-14 吉林特纳普节能技术有限公司 模块式一体化电容器调补装置
CN204668960U (zh) * 2015-06-26 2015-09-23 杭州得诚电力科技有限公司 一种智能模块化三相不平衡动态无功补偿装置
CN107104438A (zh) * 2017-05-05 2017-08-29 湖南世优电力科技股份有限公司 应用于配网下的全控智能型电能质量矫正装置及矫正方法
CN206461371U (zh) * 2017-02-21 2017-09-01 浙江亿德科技有限公司 混合型三相负荷不平衡自动调节装置
CN207664629U (zh) * 2017-12-19 2018-07-27 吉林特纳普节能技术有限公司 一种复合式调补装置电路结构

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003061249A (ja) * 2001-08-15 2003-02-28 Mitsubishi Electric Corp 自励式無効電力補償装置
CN102435881A (zh) * 2011-09-22 2012-05-02 绍兴电力局 一种动态无功补偿及谐波治理装置的试验回路及其测试方法
CN204103494U (zh) * 2014-10-13 2015-01-14 吉林特纳普节能技术有限公司 模块式一体化电容器调补装置
CN204668960U (zh) * 2015-06-26 2015-09-23 杭州得诚电力科技有限公司 一种智能模块化三相不平衡动态无功补偿装置
CN206461371U (zh) * 2017-02-21 2017-09-01 浙江亿德科技有限公司 混合型三相负荷不平衡自动调节装置
CN107104438A (zh) * 2017-05-05 2017-08-29 湖南世优电力科技股份有限公司 应用于配网下的全控智能型电能质量矫正装置及矫正方法
CN207664629U (zh) * 2017-12-19 2018-07-27 吉林特纳普节能技术有限公司 一种复合式调补装置电路结构

Also Published As

Publication number Publication date
CN107834573A (zh) 2018-03-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Sharaf et al. A novel dynamic capacitor compensator/green plug scheme for 3phase-4 wire utilization loads
Guo et al. An overview of series-connected power electronic converter with function extension strategies in the context of high-penetration of power electronics and renewables
CN107834573B (zh) 一种复合式调补装置电路结构及控制方法
Klein et al. Emulation of nonlinear loads with energy regeneration
Martin-Arnedo et al. Development and testing of a distribution electronic power transformer model
Hafez et al. Harmonic enhancement in microgrid with applications on sensitive loads.
Singh Active power line conditioners for power quality improvement-A prospective
El-Rahman et al. PERFORMANCE ANALYSIS OF ACTIVE POWER FILTER CONTROLLERS FOR HARMONICS MITIGATION IN POWER SYSTEMS
Bharothu et al. Compensation of voltage flicker by using facts devices
Rohouma et al. Application of a Capacitor-Less D-STATCOM for Power Quality Enhancement in a Typical Telecom Data Center
Molla Power Quality Improvement in Distribution System Using Dynamic Voltage Restorer
CN109378716A (zh) 一种防爆无功补偿装置
Zhang et al. Improved quasi-PCI control strategy of inverter with unbalanced load
Muni et al. Development of/spl plusmn/500 kVAR DSTATCOM for distribution utility and industrial applications
Jain et al. Improve power quality and reduce the harmonics distortion of sensitive load
Ambatkar et al. active power filtering techniques for power system
Gairola et al. SRF and IRPT methods of DSTATCOM for combined harmonics elimination and reactive power compensation
Song-cen et al. Mitigation of voltage sags by grid-connected distributed generation system in series and shunt configurations
Ahemad et al. Simulation of d-statcom in power system
Sasongko et al. A modular multilevel inverter using single dc voltage source for static var compensators
JenoPaul et al. Constant frequency-unified power quality conditioner for wind turbine generator connected with micro grid
Dehestani Kolagar et al. A new matrix converter‐based feeding system for DC electric arc furnaces and a comprehensive comparison between different types of feeding topologies
Paul et al. Universal power line manager for micro grid
Ciuşdel et al. Internal Model Repetitive Control for an Active Power Filter
Priyankn et al. A power quality improvement by using MC-UPQC [J]

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant