[发明专利]无源滤波与有源无功补偿器组合装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于供电系统的谐波滤波和无功补偿装置，特别是指无源滤波和有源无功补偿器的混合装置。

背景技术

无源滤波和有源无功补偿器的混合装置可以向电网注入连续可调的超前或滞后的无功功率。现有混合装置的电路结构一般有两种，图1所示的电路结构为第一种：假设该电路系统可补偿的无功总容量为Q，无源滤波部分包含三条支路，分别是5次单调谐支路、7次单调谐支路和11次高通支路，无源部分的总容量为Q/2，三条支路的容量根据实际系统的要求可以相等也可以不等；有源无功补偿器20的容量和无源滤波部分的总容量相等，也为Q/2；系统运行时，5、7、11次支路同时投入，可以补偿Q/2的无功功率，同时滤除5、7、11次及其他高次谐波，有源无功补偿器20根据系统实时检测的结果连续补偿超前或滞后的无功功率，与无源支路配合，实现容量0-Q之间的连续无功补偿。这种结构的缺点是：

1.有源无功补偿器的容量与无源滤波部分的总容量相等，在系统要求补偿的无功很大时，相应的系统总容量很大，造成有源部分容量很大，成本高(相同容量的有源无功补偿器的成本一般是无源滤波部分的5倍以上)，同时效率低，造成了整个系统的一次性投入成本很高。

2.由于无源滤波部分系统运行时无投切处理，也就是说无源滤波部分在系统运行时是固定投入的，这样在系统外部不需要补偿无功功率时，有源无功补偿器要发出超前无功，来补偿无源滤波部分的超前无功，造成有源部分满负荷运行，损耗大。

第二种常用的无源滤波和有源无功补偿器的混合装置的电路结构见图2所示，其电路结构与上述的电路结构相同，但系统的运行方式不同，无源部分和有源部分的容量分配也与上述结构不同。假设系统可以补偿的无功的总容量为Q，无源部分的三条支路的容量和有源补偿器20的容量为一相等量，即Q_有源＝Q₅＝Q₇＝Q₁₁＝Q/4，这样有源部分的容量仅为系统总容量的1/4，比第一种结构减少一半，成本相应降低，同时损耗降低。但是这种结构在系统运行时，是根据检测的无功功率的大小，分别依次投切无源滤波的5、7、11次支路：即投入无源部分的次序是先投入5次支路，再投入7次，然后是11次，在切除时，先切除11次，再切除7次，最后切除5次支路，因此系统如果不是满负荷运行时，无源滤波部分只会投入部分支路，这样只能滤除部分谐波，致使系统的滤波效果不好，且滤波支路容易谐波过载。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种能保证电路系统的滤波效果，同时减低系统制造成本、运营和维护费用的无源滤波与有源无功补偿器组合装置。

为解决上述技术问题，本发明的无源滤波与有源无功补偿器组合装置由n+1条支路组成，包括无源无功补偿部分和有源无功补偿部分：无源无功补偿部分由n(n>1)个结构相同的无源无功补偿模块组成，每个无源无功补偿模块通过一接触器与补偿电网相连，无源无功补偿模块由无源滤波支路组成，各无源无功补偿模块的结构相同且容量相等；有源无功补偿部分包括一有源无功补偿器，该有源无功补偿器的容量与一个无源无功补偿模块的容量相等；当检测到系统要补偿无功功率小于有源无功补偿器的剩余容量时，系统利用有源无功补偿器调节来补偿所需的无功容量，当系统实际运行要补偿的无功功率大于有源无功补偿器的剩余容量时，系统利用接触器自动投入(滞后时)或者切除(超前时)无源无功补偿模块来补偿实际需要补偿的无功功率。