[发明专利]SVG解决三相电压不平衡的方法

说明书

技术领域

本发明涉及SVG解决三相电压不平衡的方法，特别是一种采用全控型变流器件的SVG解决三相电压不平衡的方法。

背景技术

由于电网中存在单相负荷(比如电气化铁路)和三相不对称负荷(比如电弧炉负荷)会给电网的运行和效率带来不良的影响，同时也会对接在该公用电网中的其他用电设备带来一些不良的影响甚至危害。三相不平衡会产生负序电流引起电网负序保护动作，影响供电安全。不平衡电流注入系统后会造成三相电压不平衡，工作在三相不平衡电压的电网上的负荷，电机类负荷会造成电机轴振动，严重时会损坏电机。

目前，针对三相电压不平衡问题解决方法是在电网中加SVC，采用斯坦迈兹理论来解决。SVC是靠改变阻抗来实现的，对于一个单相负荷相当在另外两项分别加电感、电容。对于在两项或三相间变化(即不确定哪相负荷大)的单相负荷，其容性必须按三相中的最大值计算，而对于可变电感的容量是三相所需最大电感与最大电容之和。这种靠改变阻抗来调节电压的方式，其调节能力很弱。SVC补偿负序的能力只是其总容量的20-25％。这样投资料和占地都很大。其主要缺点如下：

1)其安装容量大，占地空间大，自身损耗大，通风散热困难。

2)自身产生谐波，需配置合适的滤波器来滤波。

3)SVC的主控器件是晶闸管，其响应速度慢对于快速变化的负荷达不到理想的效果。

4)SVC输出受电网电压影响，其输出能力与电网电压平方成正比。

5)滤波器是靠改为谐波阻抗来滤波的，在系统中会产生串并联谐振，危害供电安全。

6)TCR的空芯电抗器对周围产生电磁干扰。

目前，在国内外采用全控型变流器件的静止无功发生器SVG(Static Var Generator)技术解决三相电压不平衡还是个空白。因此，针对三相电压不平衡问题的SVG解决方案，具有很强的可实施性和可操作性。

发明内容

本发明的目的是提供一种SVG解决三相电压不平衡的方法，该方法采用全控型变流器件，能够有效解决三相电压不平衡的问题，且响应速度快，跟踪精度高，可大大提高电网的稳定性和可靠性。

为实现上述目的，本发明通过以下技术方案实现：

SVG解决三相电压不平衡的方法，包括以下步骤：

1)采样；检测电网电压信号，将电网电压的变化量输入控制器；

2)滤波；将电网电压的变化量经过低通高通滤波器滤掉高、低频，再经过带通滤波器中的带通滤波器进行带通滤波，得到电网电压差值信号；

3)相位矫正；上述信号再分别过各自的移相模块矫正相位，

4)比例放大；矫正相位后的信号再经过比例放大模块进行增益比例放大；

5)运算处理；将矫正相位、比例放大的电网电压差值信号进行运算处理，得出综合控制量；

6)上述综合控制量经函数变为IGBT触发时刻；控制器以PT信号为同步信号控制IGBT触发时刻，使得SVG装置中的全控型变流器件产生与电网三相差值大小相等方向相反的电压信号与电网中不平衡电压抵消，达到三相电压平衡的目的。

所述的全控型变流装置为降压型两电平功率单元并联型SVG结构、或降压型三电平功率单元并联型SVG结构。

所述的全控型变流装置为降压型Δ型链式SVG结构。

所述的全控型变流装置为降压型MMC型SVG结构、或降压型多重化SVG结构。

所述的全控型变流装置为非降压型器件串联型两电平SVG结构、或非降压型器件串联型三电平SVG结构。

所述的全控型变流装置为直挂式Δ型链式SVG结构、或直挂式MMC型SVG结构。

所述的全控型变流装置所采用半导体开关器件可为IGBT、GTO、IGCT、IEGT或其它全控型开关器件。

该方法所采用的解决三相电压不平衡装置可为一台或多台，进行冗余设计。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1)响应速度快

基于全控型器件变流装置的显著特点就是响应速度快。其主要原因是，可以根据需要对全控型器件(GTO、IGBT、IGCT、IEGT等)的开关状态进行任意控制。而且，器件的开关频率或等效开关频率往往较高，一般每个工频周期的开关次数可以从几次到几十次。因此，基于全控型器件变流装置的系统响应速度比SVC快几倍。

2)控制精度高