[发明专利]基于SVG装置解决三相电流不平衡、治理负序的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种解决三相电流不平衡、治理负序的方法，特别是一种采用全控型变流器件的SVG解决三相电流不平衡、治理负序的方法。

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。负序电流注入电机类负荷会造成电机轴振动，严重时会损坏电机。

目前，针对三相负序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相分别加电感、电容。对于在两相或三相间变化(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)技术解决三相电流不平衡、治理负序还是个空白。因此，针对负序问题的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基于SVG装置解决三相电流不平衡、治理负序的方法，该方法采用全控型变流器件，能够有效解决三相电流不平衡、电网负序的问题，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：

基于SVG装置解决三相电流不平衡、治理负序的方法，该方法以电网电流信号变化量为控制量，将电网电流信号变化量经控制器进行滤波、移相、比例放大、运算处理，得到与电网负序电流大小相等方向相反的电流，使全控型变流装置的功率单元产生与电网负序电流相抵消的电流，达到治理负序的目的。

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。

所述的控制器包括多个信号处理子单元和主控子单元，每个信号处理子单元包括滤波模块、移相模块、比例放大模块、运算模块，主控子单元完成对全控型器件的控制；

所述的滤波模块包括低通、高通滤波器和电网电流信号分别进行滤波的带通滤波器，用来将电网电流信号变化量即负序电流信号经过低通、高通滤波器滤掉低频、高频，再经过带通滤波器进行处理，得到负序分量；

所述的移相模块用来接收滤波单元输出的负序电流信号，将负序电流信号进行相位矫正；

所述的比例模块用来将移相处理的负序电流信号进行比例放大处理；

所述的运算模块用来将移相、比例处理后的负序电流信号进行加权求和处理得到综合控制量；将此控制量通过函数运算变为全控型变流装置的控制信号。

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。

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