CN212343334U - 电容阵列无功补偿装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电容阵列无功补偿装置，应用于电力技术，装置包括控制装置和至少一个电容阵列；所述电容阵列包括第一电容、第二电容、第三电容、第四电容、第一半导体双向开关模块、第二半导体双向开关模块、第三半导体双向开关模块、第四半导体双向开关模块、第一电感、第二电感、第一可控开关、第二可控开关、第三可控开关、第四可控开关、第五可控开关和第六可控开关。本实用新型基于第一至第四半导体双向开关模块、第一至第六可控开关的连接关系，实现不同等效电容值的无功补偿接入，其灵活性强，精度高，且结构简单。

Description

电容阵列无功补偿装置

技术领域

本实用新型涉及电力技术，尤其是一种电容阵列无功补偿装置。

背景技术

随着产业结构的优化升级，大量非线性负荷接入电网，电力系统的无功问题显得越发突出。目前，电力系统的无功补偿方式大多数所采取固定电容器和晶闸管投切电容器，但是其存在较多问题，首先由于投切控制方式的限制，其动态性能较差，难以实现精度跟踪；其次，传统补偿方式的电容器投切为阶梯式补偿方式，其补偿精度较差，难以实现无功的精确补偿。对于无功的精确补偿，目前主要采用静止同步补偿器STATCOM，但STATCOM造价较高且控制方式十分复杂，难以实现广泛应用。

综上所述，传统的固定电容器和晶闸管投切电容器无功补偿方式越来越难以满足电网对无功功率精确补偿的要求，而STATCOM又受制于成本和控制方式的限制。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种电容阵列无功补偿装置，以通过较低的成本实现较为精准的无功补偿。

根据本实用新型实施例提供的第一种方案：

一种电容阵列无功补偿装置，包括控制装置和至少一个电容阵列；

所述电容阵列包括第一电容、第二电容、第三电容、第四电容、第一半导体双向开关模块、第二半导体双向开关模块、第三半导体双向开关模块、第四半导体双向开关模块、第一电感、第二电感、第一可控开关、第二可控开关、第三可控开关、第四可控开关、第五可控开关和第六可控开关；

所述第一可控开关的第一端作为阵列的第一接入端，所述第一可控开关的第二端通过第一电感分别与所述第一半导体双向开关模块的第一端和所述第二半导体双向开关模块的第一端连接，所述第一半导体双向开关模块的第二端与第一电容的第一端连接，所述第二半导体双向开关模块的第二端与所述第二电容的第一端连接；

所述第二可控开关的第一端作为阵列的第二接入端，所述第二可控开关的第二端通过第二电感分别与所述第三半导体双向开关模块的第一端和所述第四半导体双向开关模块的第一端连接，所述第三半导体双向开关模块的第二端与第三电容的第一端连接，所述第四半导体双向开关模块的第二端与所述第四电容的第一端连接；

所述第一电容的第二端、所述第二电容的第二端、所述第三电容的第二端和所述第四电容的第二端均与所述第三可控开关的第一端连接，所述第三可控开关的第二端通过所述第四可控开关连接到所述第一可控开关的第一端，所述第三可控开关的第二端通过所述第五可控开关与所述第二可控开关的第一端连接，所述第六可控开关的两端分别与所述第一可控开关的第二端和所述第二可控开关的第二端连接；

所述控制装置用于控制所述第一可控开关、第二可控开关、第三可控开关、第四可控开关、第五可控开关、第六可控开关、第一半导体双向开关模块、第二半导体双向开关模块、第三半导体双向开关模块、第四半导体双向开关模块的通断状态，以控制所述电容阵列在第一接入端和第二接入端之间的等效电容。

在部分实施例中，所述第一可控开关、所述第二可控开关、所述第三可控开关、所述第四可控开关、所述第五可控开关、所述第六可控开关均为继电器或者接触器。

在部分实施例中，第一半导体双向开关模块、第二半导体双向开关模块、第三半导体双向开关模块和第四半导体双向开关模块均结构相同，所述第一半导体双向开关模块由两个导通方向相反的晶闸管并联而成，两个所述晶闸管的参数相同。

在部分实施例中，所述控制装置在确定需要接通的双向半导体开关模块和可控开关后，先接控制需要接通的可控开关接通，再控制需要接通的双向半导体开关模块接通。

在部分实施例中，所述控制装置在确定需要断开的双向半导体开关模块和可控开关后，先接控制需要断开的可控开关断开，再控制需要断开的双向半导体开关模块断开。

在部分实施例中，所述电容阵列的数量有多个，多个所述电容阵列均由所述控制装置控制。

在部分实施例中，所述电容阵列的工作模式包括断开模式、第一模式、第二模式、第三模式、第四模式、第五模式和第六模式；

当所述电容阵列为所述断开模式时，所述第一可控开关、所述第二可控开关、所述第三可控开关、所述第四可控开关、所述第五可控开关、所述第六可控开关、第一半导体双向开关模块、第二半导体双向开关模块、第三半导体双向开关模块和第四半导体双向开关模块均处于断开状态；

当所述电容阵列从断开模式切换至所述第一模式时，闭合所述第一可控开关，闭合所述第二可控开关，闭合所述第一半导体双向开关模块或者所述第二半导体双向开关模块，以及闭合所述第三半导体双向开关模块或者所述第四半导体双向开关模块；

当所述电容阵列从断开模式切换至所述第二模式时，闭合所述第一可控开关，闭合所述第二可控开关，闭合所述第一半导体双向开关模块、所述第二半导体双向开关模块、所述第三半导体双向开关模块和所述第四半导体双向开关模块中的三个；

当所述电容阵列从断开模式切换至所述第三模式时，闭合所述第一可控开关，闭合所述第三可控开关、闭合所述第五可控开关，闭合所述第一半导体双向开关模块或者所述第二半导体双向开关模块；或者当所述电容阵列从断开模式切换至所述第三模式时，闭合所述第二可控开关，闭合所述第三可控开关，闭合所述第四可控开关，闭合所述第三半导体双向开关模块或者所述第四半导体双向开关模块；

当所述电容阵列从断开模式切换至所述第四模式时，闭合所述第一可控开关，闭合所述第三可控开关，闭合所述第五可控开关，闭合所述第一半导体双向开关模块和所述第二半导体双向开关模块；或者当所述电容阵列从断开模式切换至所述第四模式时，闭合所述第二可控开关，闭合第三可控开关，闭合所述第四可控开关，闭合所述第三半导体双向开关模块和所述第四半导体双向开关模块；

当所述电容阵列从断开模式切换至所述第五模式时，闭合所述第一可控开关，闭合所述第三可控开关，闭合所述第四可控开关，闭合所述第六可控开关，闭合所述第一半导体双向开关模块、第二半导体双向开关模块、第三半导体双向开关模块和第四半导体双向开关模块中的三个；或者当所述电容阵列从断开模式切换至所述第五模式时，闭合所述第二可控开关，闭合所述第三可控开关，闭合所述第五可控开关，闭合所述第六可控开关，闭合所述第一半导体双向开关模块、第二半导体双向开关模块、第三半导体双向开关模块和第四半导体双向开关模块中的三个；

当所述电容阵列从断开模式切换至所述第六模式时，闭合所述第二可控开关，闭合所述第三可控开关，闭合所述第四可控开关或者所述第五可控开关，闭合所述第六可控开关，闭合所述第一半导体双向开关模块、第二半导体双向开关模块、第三半导体双向开关模块和第四半导体双向开关模块。

在部分实施例中，所述控制装置还用于估算电容补偿值，并根据所述电容补偿值控制各所述电容阵列在第一接入端和第二接入端之间的等效电容。

在部分实施例中，所述控制装置在控制所述电容阵列的工作模式切换时，若所述拟切换的工作模式中包括多种连接关系，则随机从拟切换的工作模式的多种连接关系中选择一种连接关系，并控制所述电容阵列切换至被选中的连接关系。

从上述实施例可知，本实用新型实施例具有以下技术效果：通过本方案电容阵列的结构，控制装置可以利用半导体双向开关和可控开关的通断组合方式，实现电容阵列不同容值的切换，能快速的实现电网的无功调节，实现有效的无功补偿，同时可以通过控制电容阵列的连接方式输出不同的容值的等效电容，提高电容器组无功补偿精度，以满足电网对精确无功补偿的需求。该电容阵列相比于STATCOM其具有结构简单、控制方便，安全可靠等特点。

附图说明

通过阅读参考以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本实用新型的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为根据本实用新型实施例提供的一种电容阵列无功补偿装置的模块框图；

图2为根据本实用新型实施例提供的一种电容阵列的原理图；

图3为根据本实用新型实施例提供的一种电容阵列无功补偿装置的应用示意图；

图4a为根据本实用新型实施例提供的电容阵列的等效电容为C/2的工作模式的连接关系示意图；

图4b为根据本实用新型实施例提供的电容阵列的等效电容为2C/3的工作模式的连接关系示意图；

图4c为根据本实用新型实施例提供的电容阵列的等效电容为C的工作模式的连接关系示意图；

图4d为根据本实用新型实施例提供的电容阵列的等效电容为2C的工作模式的连接关系示意图；

图4e为根据本实用新型实施例提供的电容阵列的等效电容为3C的工作模式的连接关系示意图；

图4f为根据本实用新型实施例提供的电容阵列的等效电容为4C的工作模式的连接关系示意图；

图5为根据本实用新型实施例提供的电容阵列无功补偿装置的可选补偿电容；

图6为根据本实用新型实施例提供的另一种电容阵列无功补偿装置的模块框图；

图7为根据本实用新型实施例提供的一种电容阵列无功补偿装置的控制方法流程图。

具体实施方式

下面对本实用新型实施例中出现的名词进行解释，以辅助理解本实用新型实施例。

参照图1、图2和图3，本实施例公开了一种电容阵列无功补偿装置，本实施例的装置包括控制装置和至少一个电容阵列；

所述电容阵列包括第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3、第四电容C4、第一半导体双向开关模块Q1、第二半导体双向开关模块Q2、第三半导体双向开关模块Q3、第四半导体双向开关模块Q4、第一电感L1、第二电感L2、第一可控开关K1、第二可控开关K2、第三可控开关K3、第四可控开关K4、第五可控开关K5和第六可控开关K6；

所述第一可控开关K1的第一端作为阵列的第一接入端P1，所述第一可控开关K1的第二端通过第一电感L1分别与所述第一半导体双向开关模块Q1的第一端和所述第二半导体双向开关模块Q2的第一端连接，所述第一半导体双向开关模块Q1的第二端与第一电容C1的第一端连接，所述第二半导体双向开关模块Q2的第二端与所述第二电容C2的第一端连接；

所述第二可控开关K2的第一端作为阵列的第二接入端P2，所述第二可控开关K2的第二端通过第二电感L2分别与所述第三半导体双向开关模块Q3的第一端和所述第四半导体双向开关模块Q4的第一端连接，所述第三半导体双向开关模块Q3的第二端与第三电容C3的第一端连接，所述第四半导体双向开关模块Q4的第二端与所述第四电容C4的第一端连接；

所述第一电容C1的第二端、所述第二电容C2的第二端、所述第三电容C3的第二端和所述第四电容C4的第二端均与所述第三可控开关K3的第一端连接，所述第三可控开关K3的第二端通过所述第四可控开关K4连接到所述第一可控开关K1的第一端，所述第三可控开关K3的第二端通过所述第五可控开关K5与所述第二可控开关K2的第一端连接，所述第六可控开关K6的两端分别与所述第一可控开关K1的第二端和所述第二可控开关K2的第二端连接；

所述控制装置用于控制所述第一可控开关K1、第二可控开关K2、第三可控开关K3、第四可控开关K4、第五可控开关K5、第六可控开关K6、第一半导体双向开关模块Q1、第二半导体双向开关模块Q2、第三半导体双向开关模块Q3、第四半导体双向开关模块Q4的通断状态，以控制所述电容阵列在第一接入端P1和第二接入端P2之间的等效电容。

需要理解的是，该实施例中的控制装置可以控制电容阵列的连接方式，以控制第一接入端和第二接入端之间的等效电容，使得其可以在如图3所示的配电网中，对380V低压配电电压器进行无功功率的就地补偿，优化配电系统电压。电网经过降压变压器为负载提供380V的交流电，补偿电容通过开关与380V交流母线并联相接。

需要理解的是，在本实施例中，可控开关可以选用诸如继电器和接触器等机械开关实现。而半导体双向开关模块可以采用并联且方向相反的晶闸管或者耐高压MOS管实现。其中，可控开关用于调整电容的连接关系，而半导体双向开关模块则用于控制电容的投切。两者相互配合可以改变电容阵列的连接关系，从而在第一接入端和第二接入端之间形成不同容值的等效电容。其中，电感用于减少谐波含量和降低投切电容时的冲击电流，实现对半导体双向开关和电容的保护。

从图2中可见，第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3和第四电容C4构成一个H桥，上下桥臂分别连接第一电感L1和第二电感L2。第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3和第四电容C4可以是参数相同的电容器。

在部分实施例中，所述第一可控开关、所述第二可控开关、所述第三可控开关、所述第四可控开关、所述第五可控开关、所述第六可控开关均为继电器或者接触器。

在部分实施例中，第一半导体双向开关模块、第二半导体双向开关模块、第三半导体双向开关模块和第四半导体双向开关模块均结构相同，所述第一半导体双向开关模块由两个导通方向相反的晶闸管并联而成，两个所述晶闸管的参数相同。

在部分实施例中，所述控制装置在确定需要接通的双向半导体开关模块和可控开关后，先接控制需要接通的可控开关接通，再控制需要接通的双向半导体开关模块接通。通过先连接机械开关再接入电子开关，通过该控制方式既可避免可控开关直接闭合增加开关的运行损耗，又可通过晶闸管模块投切减小电容器的投切损耗，其次各可控开关还可在晶闸管不正常运行时断开电路，有效保护晶闸管。

在部分实施例中，所述控制装置在确定需要断开的双向半导体开关模块和可控开关后，先接控制需要断开的可控开关断开，再控制需要断开的双向半导体开关模块断开。通过该控制方式可避免对开关和补偿设备造成冲击，减小其运行损耗。

在部分实施例中，所述电容阵列的数量有多个，多个所述电容阵列均由所述控制装置控制。

在部分实施例中，所述电容阵列的工作模式包括断开模式、第一模式、第二模式、第三模式、第四模式、第五模式和第六模式；

当所述电容阵列为所述断开模式时，所述第一可控开关、所述第二可控开关、所述第三可控开关、所述第四可控开关、所述第五可控开关、所述第六可控开关、第一半导体双向开关模块、第二半导体双向开关模块、第三半导体双向开关模块和第四半导体双向开关模块均处于断开状态；

参照图4a，当所述电容阵列从断开模式切换至所述第一模式时，闭合所述第一可控开关，闭合所述第二可控开关，闭合所述第一半导体双向开关模块或者所述第二半导体双向开关模块，以及闭合所述第三半导体双向开关模块或者所述第四半导体双向开关模块；

从图4a中可知，电容阵列的接入方式为P1-K1-L1-Q1-C1-C3-Q3-L2-P2。根据连接关系可知，P1-K1-L1-Q1-C1-C4-Q4-L2-P2、P1-K1-L1-Q2-C2-C3-Q3-L2-P2、P1-K1-L1-Q2-C2-C4-Q4-L2-P2也是满足电容阵列的等效电容为C/2的工作模式。

参照图4b，当所述电容阵列从断开模式切换至所述第二模式时，闭合所述第一可控开关，闭合所述第二可控开关，闭合所述第一半导体双向开关模块、所述第二半导体双向开关模块、所述第三半导体双向开关模块和所述第四半导体双向开关模块中的三个。

从图4b，可知，电容阵列的接入方式是：P1-K1-L1-(Q1-C1/Q2-C2)-C3-Q3-L2-K2-P2，其中在该例子中，电容阵列的等效电容是2C/3。同理，满足2C/3的等效电容的连接关系不止一种。

参照图4c，当所述电容阵列从断开模式切换至所述第三模式时，闭合所述第一可控开关，闭合所述第三可控开关、闭合所述第五可控开关，闭合所述第一半导体双向开关模块或者所述第二半导体双向开关模块；或者当所述电容阵列从断开模式切换至所述第三模式时，闭合所述第二可控开关，闭合所述第三可控开关，闭合所述第四可控开关，闭合所述第三半导体双向开关模块或者所述第四半导体双向开关模块。

从图4c可知，电容阵列的接入方式为P1-K1-L1-Q2-C2-K3-K4-P2，电容阵列的等效电容为C。

参照图4d，当所述电容阵列从断开模式切换至所述第四模式时，闭合所述第一可控开关，闭合所述第三可控开关，闭合所述第五可控开关，闭合所述第一半导体双向开关模块和所述第二半导体双向开关模块；或者当所述电容阵列从断开模式切换至所述第四模式时，闭合所述第二可控开关，闭合第三可控开关，闭合所述第四可控开关，闭合所述第三半导体双向开关模块和所述第四半导体双向开关模块。

从图4d可知，电容阵列的接入方式为P1-K1-L1-(Q2-C2/Q1-C1)-K3-K4-P2，电容阵列的等效电容为2C。

参照图4e，当所述电容阵列从断开模式切换至所述第五模式时，闭合所述第一可控开关，闭合所述第三可控开关，闭合所述第四可控开关，闭合所述第六可控开关，闭合所述第一半导体双向开关模块、第二半导体双向开关模块、第三半导体双向开关模块和第四半导体双向开关模块中的三个；或者当所述电容阵列从断开模式切换至所述第五模式时，闭合所述第二可控开关，闭合所述第三可控开关，闭合所述第五可控开关，闭合所述第六可控开关，闭合所述第一半导体双向开关模块、第二半导体双向开关模块、第三半导体双向开关模块和第四半导体双向开关模块中的三个.

从图4d可知，电容阵列的接入方式为P1-K1-(L1-Q1-C1/L1-Q2-C2/L2-Q3-C3)-K3-K4-P2。电容阵列的等效电容为3C。

参照图4f，当所述电容阵列从断开模式切换至所述第六模式时，闭合所述第二可控开关，闭合所述第三可控开关，闭合所述第四可控开关或者所述第五可控开关，闭合所述第六可控开关，闭合所述第一半导体双向开关模块、第二半导体双向开关模块、第三半导体双向开关模块和第四半导体双向开关模块。

从图4d可知，电容阵列的接入方式为P1-K1-(L1-Q1-C1/L1-Q2-C2/L2-Q3-C3/L2-Q4-C4)-K3-K4-P2，电容阵列的等效电容为4C。当然，在上述实施例中并未针对所有的连接方式进行说明，本领域技术人员可以在上述实施例的教导下推导出其他连接方式。

从上述实施例可知，对于一个电容阵列，可以产生C/2、2C/3、C、2C、3C、4C等多种工作模式，因此当两个电容阵列并联时，可以产生图5中的多种工作模式，虽则电容阵列的数量增加，可以实现更加精细化的控制。同时，以上实施例的电容阵列采取了冗余设计，当部分器件损坏时，仍然可以通过改变各开关的连接方式来维持功能。例如，第五可控开关和第四可控开关之间为相互冗余，当其中一个损坏时，可以通过改变其他开关的连接方式来实现相互替换。因此，可以理解的是，控制装置还用于检测所述电容阵列中元器件的工作状态，当所述电容阵列中的元器件部分故障时，选择无故障的连接关系，即选择不接入故障元器件的连接方式。

参照图6，在部分实施例中，所述控制装置由相位检测模块、电容器运行状态检测模块、功率计算及分配单元、功率分配控制单元和开关驱动模块构成，其中，相位检测模块用于检测电流和电压的相位，电容器运行状态检测单元用于检测电容的运行状态，例如检测电容是否良好等，功率计算及分配单元用于计算当前需要补偿的电容值，并针对多个电容阵列进行分配。功率分配控制单元用于产生具体的控制信号，控制信号控制开关驱动模块控制电容阵列执行投切。故，在本实施例中控制装置还用于估算电容补偿值，并根据所述电容补偿值控制各所述电容阵列在第一接入端和第二接入端之间的等效电容。

在部分实施例中，所述控制装置在控制所述电容阵列的工作模式切换时，若所述拟切换的工作模式中包括多种连接关系，则随机从拟切换的工作模式的多种连接关系中选择一种连接关系，并控制所述电容阵列切换至被选中的连接关系。如图4a～图4f中的多种工作模式可知，每一种工作模式可以存在不同的连接关系，在实际运行中，为了避免长期使用某组元器件导致元器件老化不均匀，可以通过随机、轮流等方式使用不同的连接关系，以使得元器件被利用的可能性相对均等，从而保持元器件的老化程度接近。

参照图7，一种电容阵列无功补偿装置的控制方法，包括以下步骤：

步骤710、估算电容补偿值；

步骤720、根据所述电容补偿值控制各所述电容阵列在第一接入端和第二接入端之间的等效电容。

综上所述，本方案具备以下优点：

1)电容阵列采用了新型的拓扑连接方式，通过控制可控开关和半导体双向开关模块的导通方式，可调节电容器组的串并联组合，增加其等效输出电容的可输出容抗选择；同时串并联组合方式也缩小了电容器组的单次补偿最小可调容量，优化了电容器组阶梯式补偿的无功精度，改善了电容器组无功补偿性能。

2)新型电容阵列具有多种组合串并联连接方式，同样的无功输出功率可采用不同的连接方式，电容阵列具有良好的灵活调节性能。

3)新型电容阵列的灵活配置方式，可有效提高电容器组的运行可靠性。当电容阵列中出现部分电容器组损坏时，电容阵列仍具有正常无功补偿性能，其运行方式不会受到影响。

4)该装置结构简单，成本较低，其控制方式简单。在不增加电容器组的情况下，能够通过简单的控制优化电容器组的无功补偿精度，可提高对电网的无功补偿效果。

附图中的流程图和框图，图示了按照本实用新型各种实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段、或代码的一部分，该模块、程序段、或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个接连地表示的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或操作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

描述于本实用新型的实施例中所涉及到的单元可以通过软件的方式实现，也可以通过硬件的方式来实现。所描述的单元也可以设置在处理器中，例如，可以描述为：一种处理器包括接收单元、获取单元、第一生成单元和第二生成单元。其中，这些单元的名称在某种情况下并不构成对该单元本身的限定，例如，接收单元还可以被描述为“接收终端发送的查询请求的单元”。

以上描述仅为本实用新型的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本实用新型的实施例中所涉及的实用新型范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离上述实用新型构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本实用新型的实施例中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。

Claims (9)

1.一种电容阵列无功补偿装置，其特征在于，包括控制装置和至少一个电容阵列；

所述电容阵列包括第一电容、第二电容、第三电容、第四电容、第一半导体双向开关模块、第二半导体双向开关模块、第三半导体双向开关模块、第四半导体双向开关模块、第一电感、第二电感、第一可控开关、第二可控开关、第三可控开关、第四可控开关、第五可控开关和第六可控开关；

所述第一可控开关的第一端作为阵列的第一接入端，所述第一可控开关的第二端通过第一电感分别与所述第一半导体双向开关模块的第一端和所述第二半导体双向开关模块的第一端连接，所述第一半导体双向开关模块的第二端与第一电容的第一端连接，所述第二半导体双向开关模块的第二端与所述第二电容的第一端连接；

所述第二可控开关的第一端作为阵列的第二接入端，所述第二可控开关的第二端通过第二电感分别与所述第三半导体双向开关模块的第一端和所述第四半导体双向开关模块的第一端连接，所述第三半导体双向开关模块的第二端与第三电容的第一端连接，所述第四半导体双向开关模块的第二端与所述第四电容的第一端连接；

所述第一电容的第二端、所述第二电容的第二端、所述第三电容的第二端和所述第四电容的第二端均与所述第三可控开关的第一端连接，所述第三可控开关的第二端通过所述第四可控开关连接到所述第一可控开关的第一端，所述第三可控开关的第二端通过所述第五可控开关与所述第二可控开关的第一端连接，所述第六可控开关的两端分别与所述第一可控开关的第二端和所述第二可控开关的第二端连接；

所述控制装置用于控制所述第一可控开关、第二可控开关、第三可控开关、第四可控开关、第五可控开关、第六可控开关、第一半导体双向开关模块、第二半导体双向开关模块、第三半导体双向开关模块、第四半导体双向开关模块的通断状态，以控制所述电容阵列在第一接入端和第二接入端之间的等效电容。

2.根据权利要求1所述的电容阵列无功补偿装置，其特征在于，所述第一可控开关、所述第二可控开关、所述第三可控开关、所述第四可控开关、所述第五可控开关、所述第六可控开关均为继电器或者接触器。

3.根据权利要求1所述的电容阵列无功补偿装置，其特征在于，第一半导体双向开关模块、第二半导体双向开关模块、第三半导体双向开关模块和第四半导体双向开关模块均结构相同，所述第一半导体双向开关模块由两个导通方向相反的晶闸管并联而成，两个所述晶闸管的参数相同。

4.根据权利要求2所述的电容阵列无功补偿装置，其特征在于，所述控制装置在确定需要接通的双向半导体开关模块和可控开关后，先接控制需要接通的可控开关接通，再控制需要接通的双向半导体开关模块接通。

5.根据权利要求2所述的电容阵列无功补偿装置，其特征在于，所述控制装置在确定需要断开的双向半导体开关模块和可控开关后，先接控制需要断开的可控开关断开，再控制需要断开的双向半导体开关模块断开。

6.根据权利要求1所述的电容阵列无功补偿装置，其特征在于，所述电容阵列的数量有多个，多个所述电容阵列均由所述控制装置控制。

7.根据权利要求1所述的电容阵列无功补偿装置，其特征在于，所述电容阵列的工作模式包括断开模式、第一模式、第二模式、第三模式、第四模式、第五模式和第六模式；

当所述电容阵列为所述断开模式时，所述第一可控开关、所述第二可控开关、所述第三可控开关、所述第四可控开关、所述第五可控开关、所述第六可控开关、第一半导体双向开关模块、第二半导体双向开关模块、第三半导体双向开关模块和第四半导体双向开关模块均处于断开状态；

当所述电容阵列从断开模式切换至所述第一模式时，闭合所述第一可控开关，闭合所述第二可控开关，闭合所述第一半导体双向开关模块或者所述第二半导体双向开关模块，以及闭合所述第三半导体双向开关模块或者所述第四半导体双向开关模块；

当所述电容阵列从断开模式切换至所述第二模式时，闭合所述第一可控开关，闭合所述第二可控开关，闭合所述第一半导体双向开关模块、所述第二半导体双向开关模块、所述第三半导体双向开关模块和所述第四半导体双向开关模块中的三个；

当所述电容阵列从断开模式切换至所述第三模式时，闭合所述第一可控开关，闭合所述第三可控开关、闭合所述第五可控开关，闭合所述第一半导体双向开关模块或者所述第二半导体双向开关模块；或者当所述电容阵列从断开模式切换至所述第三模式时，闭合所述第二可控开关，闭合所述第三可控开关，闭合所述第四可控开关，闭合所述第三半导体双向开关模块或者所述第四半导体双向开关模块；

当所述电容阵列从断开模式切换至所述第四模式时，闭合所述第一可控开关，闭合所述第三可控开关，闭合所述第五可控开关，闭合所述第一半导体双向开关模块和所述第二半导体双向开关模块；或者当所述电容阵列从断开模式切换至所述第四模式时，闭合所述第二可控开关，闭合第三可控开关，闭合所述第四可控开关，闭合所述第三半导体双向开关模块和所述第四半导体双向开关模块；

当所述电容阵列从断开模式切换至所述第五模式时，闭合所述第一可控开关，闭合所述第三可控开关，闭合所述第四可控开关，闭合所述第六可控开关，闭合所述第一半导体双向开关模块、第二半导体双向开关模块、第三半导体双向开关模块和第四半导体双向开关模块中的三个；或者当所述电容阵列从断开模式切换至所述第五模式时，闭合所述第二可控开关，闭合所述第三可控开关，闭合所述第五可控开关，闭合所述第六可控开关，闭合所述第一半导体双向开关模块、第二半导体双向开关模块、第三半导体双向开关模块和第四半导体双向开关模块中的三个；

当所述电容阵列从断开模式切换至所述第六模式时，闭合所述第二可控开关，闭合所述第三可控开关，闭合所述第四可控开关或者所述第五可控开关，闭合所述第六可控开关，闭合所述第一半导体双向开关模块、第二半导体双向开关模块、第三半导体双向开关模块和第四半导体双向开关模块。

8.根据权利要求7所述的电容阵列无功补偿装置，其特征在于，所述控制装置还用于估算电容补偿值，并根据所述电容补偿值控制各所述电容阵列在第一接入端和第二接入端之间的等效电容。

9.根据权利要求1所述的电容阵列无功补偿装置，其特征在于，所述控制装置在控制所述电容阵列的工作模式切换时，若拟切换的工作模式中包括多种连接关系，则随机从拟切换的工作模式的多种连接关系中选择一种连接关系，并控制所述电容阵列切换至被选中的连接关系。

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