[发明专利]电压无功统一补偿器及其控制方法、控制系统

说明书

技术领域

本发明涉及电力技术领域，特别是涉及一种电压无功统一补偿器及其控制方法、控制系统。 

背景技术

城乡配网低压台区由220/380V供电网络构成，是电能主要的消费终端。根据对电压运行数据的分析，低压台区电压质量存在较大的问题，是供电企业收到投诉数最多、直接影响客户满意度的环节，特别是在经济、技术、设备和管理均较为落后的县局。 

导致低压台区电压质量不合格的因素有很多。根据调研结果，影响电压质量的因素主要包括10kV接入点电压不合格、配变无功补偿不足、配变分接头设置不合理、台区供电半径过大等方面，其中既有管理方面的欠缺，又有技术方面的不足。虽然通过部分管理手段，如加强低压台区巡视、加快低压设备消缺等，可在一定程度上提升电压质量。但是，由于基层人力资源有限，以人海战术实现提高电压质量的目标存在较大的困难。 

而目前的电能质量调节装置例如动态电压补偿器、统一电能质量调节器等虽然调节精度高，响应速度快，但是单台成本过于昂贵，并且结构和控制算法复杂，可靠性低，不适合在城乡配电网推广使用。 

成本较低的晶闸管分级电压调节器功能单一，无法补偿无功，必须与投切电容器等无功补偿设备配合使用，多个设备的分别安装与调试增加了电能质量治理的成本。 

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺点和不足，提供一种电压无功统一补偿器，成本低、可靠性高。 

本发明的目的通过如下技术方案实现： 

一种电压无功统一补偿器，包括串联变压器、并联变压器、第一反并联晶闸管组、第二反并联晶闸管组、补偿电容器；所述第一反并联晶闸管组的反并联晶闸管数和所述第二反并联晶闸管组的反并联晶闸管数均和所述并联变压器的副边绕组的组数相同；所述第一反并联晶闸管组的各反并联晶闸管第一端子分别连接所述并联变压器的副边绕组的一个非公共引出端子，所述第一反并联晶闸管组的各反并联晶闸管第二端子分别连接所述串联电压器原边绕组的第一引出端子，所述第二反并联晶闸管的各反并联晶闸管第一端子分别连接所述并联变压器的副边绕组的一个非公共引出端子，所述第二反并联晶闸管的各反并联晶闸管第二端子分别连接所述补偿电容器的第一端子，所述并联变压器的副边绕组的公共引出端子分别连接所述串联变压器原边绕组的第二引出端子、所述补偿电容器的第二端子。 

根据上述本发明的方案，其全部采用晶闸管、变压器、电容器等低成本器件，使得系统成本降低，且均为低压常规部件，制造难度较小，可靠性高，同时，结构简单，可通过改变并联变压器的绕组数以及反并联晶闸管组数增加电压与无功的补偿档位，从而提高补偿精度，适合城乡配电网推广使用。 

本发明还提供一种控制上述的电压无功统一补偿器的方法和系统。 

一种控制电压无功统一补偿器的方法，采用电压补偿、无功补偿交替投入的方式协调控制电压补偿和无功补偿，所述电压补偿采用控制所述第一反并联晶闸管组的各反并联晶闸管通断的方式，所述无功补偿采用控制所述第二反并联晶闸管组的各反并联晶闸管通断的方式。 

一种控制电压无功统一补偿器的系统，包括： 

无功补偿模块，用于在接收到控制指令时或者在第二判断模块的判定结果为否时投入无功补偿以使当前功率因数大于预设的第一门限值，向第一判断模块发送第一判断指令； 

第一判断模块，用于在接收到所述第一判断指令时，判断当前电压指标是否小于预设的第二门限值； 

电压补偿模块，用于在所述第一判断模块的判定结果为否时投入电压补偿以使电压指标小于预设的第二门限值，向第二判断模块发送第二判断指令； 

第二判断模块，用于在接收到所述第二判断指令时，判断当前功率因数是否大于所述第一门限值； 

其中， 

所述无功补偿模块包括： 

第一检测单元，用于检测负载电压与负载电流之间的角度； 

第一确定单元，用于根据所述负载电压与负载电流之间的角度确定所需的无功补偿容量值； 

第一控制单元，用于根据所述无功补偿容量值控制所述第二反并联晶闸管组的各反并联晶闸管进行通断控制； 

所述电压补偿模块包括： 

第二检测单元，用于检测三相系统的任意一相的母线电压； 

第二确定单元，用于根据该跌落相的母线电压与预设值的差值确定所需的电压补偿值； 

第二控制单元，用于根据所述电压补偿值对所述第一反并联晶闸管组的各反并联晶闸管进行通断控制。 

一种控制电压无功统一补偿器的系统，包括：