[发明专利]用于中压或高压应用的补偿系统

说明书

技术领域

本公开涉及一种用于电力系统的补偿系统，并且尤其涉及一种Y型连接的补偿系统。

背景技术

诸如电网之类的电力系统通常包括传输来自例如电厂的发电站的电力的输电网络，以及连接至所述输电网络用于将电力分配至负载的配电网络，所述负载诸如连接至所述配电网络的家庭和工厂。

输电网络通常基于柔性交流输电系统（FACTS）和/或高压直流（HVDC）系统。

AC电力传输使得电磁场增加而在电网中产生了无功功率分量，例如由于电感性和电容性负载以及电力线路的感应。

通过减少无功功率，能够使得用来操作连接至电力系统的负载的有功功率有所增加。在其它时间，可能希望向电力系统提供额外的无功功率以便使其稳定。

FACTS借助于诸如静态VAR元件和STATCOM元件的无功功率补偿设备来提供电力系统的稳定。

诸如晶闸管控制的电抗器（TCR）的静态VAR元件在电力系统中产生基频谐波。谐波是由于晶闸管开关所引起的不希望出现的副产品。在正常情况下，希望减少TCR所产生的谐波含量。特别地，希望防止或至少减少由Y型连接的TCR所生成的要馈送入电力系统之中的谐波含量。与三角型连接的TCR相比，由Y型连接的TCR所生成的3次、9次、…、3ⁿ次谐波含量被馈送至电力系统之中，而对于三角型连接的TCR而言，3次、9次、…、3ⁿ次谐波含量实质上作为循环电流被截留在三角型连接中。

STATCOM元件采用包括链状链接，即串联连接，的转换器单元的电压转换器，上述转换器单元具有可开关的半导体设备。通过适当开关转换器单元中的半导体设备，电网中的无功功率的数量能够得到控制。

一些转换器拓扑在例如H桥单元的每个转换器单元中采用DC电容器，以便对每个转换器单元所生成的电压进行控制。在电力系统的正常运行期间以及在非对称条件两者下，每个电容器上的DC电压通常都应当根据相应设置点数值而保持恒定。

对于三角型连接的STATCOM单元而言，循环电流截留在三角型连接中，这使得能够对转换器单元中的DC电容器进行电压控制。然而，对于Y型连接的STATCOM元件来说，STATCOM的电流可以为零。在这样的条件下，失去了DC电容器的电压控制。因此，为了控制DC电容器的电压水平，必须要生成电流并将所述电流送至DC电容器。这一电流被馈送至电力系统之中。

发明内容

本公开的总体目标是提供一种Y型连接的补偿系统，减少馈送入所述补偿系统与之连接的电力系统的谐波含量。

另一个目标还在于提供在低电流运行处的对Y型连接的补偿系统的转换器单元的DC电容器的电压控制。

因此，在本公开的第一方面，提供了一种用于电力系统的补偿系统，其中所述补偿系统包括：补偿器，包括半导体开关器件，所述补偿器具有相位支柱，所述相位支柱在补偿器的第一侧上定义用于连接到电力系统对应相位的AC输入，其中所述相位支柱在所述补偿器的第二侧处以Y型连接进行连接，所述Y型连接具有中性点；和滤波器装置，所述滤波器装置在其第一侧连接到所述Y型连接的中性点并且在第二侧处连接到AC输入以借此与所述补偿器一起形成电路；其中所述滤波器装置被布置为使得电路实质上针对正序电流或电压和负序电流或电压充当开路电路，并且针对零序电流充当闭合电路，其中所述滤波器装置进一步被布置为阻止具有基频的零序电流并且允许零序电流的谐波从其中通过，据此零序电流的谐波能够流过所述闭合电路。

电力系统优选地为中等功率系统或高功率系统。

因此，零序电流由于所述滤波器装置为零序电流所提供的通路而能够通过闭合电路进行馈送，借此允许零序电流的谐波通过所述滤波器装置并且流过闭合电路。因此，谐波电流将不会被馈送至电力系统之中。作为结果，能够减少电力系统中所不希望出现的谐波。

滤波器装置可以被布置为允许零序电流的3次谐波通过所述滤波器装置。借此，具有频率实质上不同于电力系统的基频的谐波的电流能够流过闭合电路。作为结果，半导体开关器件开始开关操作的风险有所降低，这是因为半导体开关器件被布置为使得它们基于基频开始开关，据此例如能够在电力系统的正常运行期间提供无功效应的补偿。

滤波器装置可以包括允许谐波从其中通过的带通滤波器。借此，仅所希望的谐波才被允许通过所述滤波器装置。