[实用新型]一种模块化有源无功补偿装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种电力系统无功补偿装置，尤其是涉及一种模块化有源无功补偿装置。

背景技术

电力系统是一个典型的非线性大系统，随着社会的进步、经济的发展，社会对电力的需求不断增加，使现代电力系统发展迅速，系统日趋复杂。大机组、重负荷、超高压远距离输电、大型互联网络的发展，以及对电力系统安全性、经济性及电能质量的高要求，使柔性交流输电系统(Flexible AC Transmission System，简称FACTS)技术成为目前电力系统的一个重要的研究领域。柔性交流输电系统的主要内容是应用电力电子技术的最新发展成就以及现代控制技术实现对参数以至网络结构的灵活快速控制，以期实现输送功率的合理分配，降低功率损耗和发电成本，大幅度提高系统稳定性，可靠性。

无功补偿传统方法是采用静止无功功率补偿器和滤波器来实现稳定系统电压和滤除谐波的功能，如TCR-FC。这种装置有其固有的缺陷：响应速度慢、成本高、补偿容量受电压影响较大等。

实用新型内容

本实用新型的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种成本低、占地面积小、响应快速、节能和稳压效果明显的模块化有源无功补偿装置。

本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种模块化有源无功补偿装置，该装置连接在电网与负荷之间，所述的补偿装置包括依次连接的电流互感器、指令电流运算电路、电流跟踪控制电路、驱动电路、主电路和变压器，所述的电流互感器与负荷连接，所述的主电路通过变压器连接电网；

电流互感器采集负荷的负载电流并将其发送给指令电流运算电路，指令电流运算电路从负载电流中分离出谐波和无功电流，将其反极性后作为补偿电流指令信号发送给电流跟踪控制电路，电流跟踪控制电路根据接收到的补偿电流指令信号发出主电路的触发脉冲信号，该触发脉冲信号经驱动电路后作用于主电路，主电路产生补偿电流通过变压器注入电网。

所述的主电路包括固定电容器和电压源型逆变器，所述的电压源型逆变器通过固定电容器并联在电网上，所述的固定电容器向电网补偿感性无功功率，所述的电压源型逆变器向电网补偿容性无功功率。

所述的固定电容器设有多组，采用同步开关控制投切，无涌流投入，无电弧分断，其选相开关运用单片机技术控制。

所述的电压源型逆变器中包括多个开关器件，所述的驱动电路驱动开关器件，所述的电压源型逆变器中的各器件采用模块化设计。

所述的开关器件为IGBT。

所述的指令电流运算电路包括2个DSP芯片和1个ARM芯片，所述的2个DSP芯片的输入端分别与电流互感器连接，输出端分别与ARM芯片的输入端连接，所述的ARM芯片的输出端与电流跟踪控制电路练连接。

所述的DSP芯片与ARM芯片之间通过高速串联外设接口和直接内存存储方式进行通讯连接。

所述的ARM芯片连接有显示单元，实时显示电网电能质量数据。

所述的ARM芯片连接固定电容器选相开关，控制固定电容器投切组数。

所述的变压器的电网侧线圈匝数大于主电路侧线圈匝数。

与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：

1)安装、设定、调试简便；

2)实时跟踪负荷变化，动态滤除谐波，提高系统功率因数；

3)主电路采用H桥功率单元级联作逆变器的结构形式，输出由阶梯正弦PWM波形叠加而成，波形正弦度好；

5)模块化设计，占地面积小，维护简单，互换性好；

6)动态响应时间快；

7)实时跟踪电网电流的变化，对电网无功功率实现动态无级补偿；

8)控制电路实现全数字化，人机界面友好显示，并且具有联网通讯功能；

9)可并联安装，极易扩展容量；

10)投切固定电容组时无暂态冲击，无合闸涌流，无电弧重燃，无需放电即可再投。

附图说明

图1为本实用新型的结构框图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细说明。

如图1所示，一种模块化有源无功补偿装置，该装置连接在电网与负荷之间，包括依次连接的电流互感器1、指令电流运算电路2、电流跟踪控制电路3、驱动电路4、主电路5和变压器8，电流互感器1与负荷7连接，主电路5通过变压器8连接电网6，变压器8为电网侧线圈匝数大于主电路侧线圈匝数的降压变压器。