[发明专利]静止同步补偿装置及其实现方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种静止同步补偿装置及其实现方法。

背景技术

传统的无功补偿技术如同步调相机、电容器等，受其原理及实现方式的限制，对快速动态无功补偿不能给出实用、高效的解决方案。SVC等静止补偿装置虽然可以实现连续快速补偿，但其本质上仍然采用电容/电抗提供无功，因而补偿特性会受系统工况的限制，且其产生的补偿电流谐波含量较高，甚至必须配备滤波器。

传统无源滤波装置的滤波效果与系统运行参数密切相关，受系统谐波特性（阻抗/短路容量）变化和系统电压的影响，其谐波频谱的适用范围小，适应负载特性的能力较差，而且易受温度漂移、网络谐波污染、自身元件老化的影响，过载能力较差，在特定情况下还可能与系统发生谐振，因而，在实际应用中缺少一种性价比较高，功能适用且不会对配电系统造成不利影响的补偿装置，不能满足实际需求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种静止同步补偿装置及其实现方法，主要解决现有技术中存在的配电系统电能质量受到严重影响后，传统无功补偿装置和常规滤波装置不能有效解决动态电能质量的问题。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

静止同步补偿装置，包括中央处理模块，输出端分别与中央处理模块相连的直流电压采样模块、输出电流采样模块和负载电流采样模块，输入端分别与中央处理模块相连的人机界面和触发电路，输出端与直流电压采样模块相连、输入端与触发电路相连的变流器，所述变流器和输出电流采样模块均与电网相连，所述负载电流采样模块与负载相连。

进一步地，所述直流电压采样模块、输出电流采样模块和负载电流采样模块均为霍尔传感器。

作为优选，所述变流器采用IGBT变流器；所述人机界面采用嵌入式一体化触摸屏人机界面。

具体地说，所述中央处理模块、直流电压采样模块、输出电流采样模块、负载电流采样模块、触发电路和变流器均集成并固定安装于一柜体内，所述人机界面安装于柜体上。

基于上述装置，本发明提供了一种静止同步补偿装置的实现方法，包括以下步骤：

（1）输出电流采样模块将采集到的电网电流信号传递至中央处理模块，中央处理模块将接收到的电流信号进行dq变换后得出反馈值Iq；负载电流采样模块将采集到的负载电流信号传递至中央处理模块，中央处理模块根据该电流信号得出参考电流I_Qref；

（2）中央处理模块将得出的反馈值Iq和参考电流I_Qref差分后送入PI调节器；

（3）PI调节器根据接收到的数据得出获得无功谐波补偿电流的控制指令；

（4）中央处理模块将该控制指令反变换形成实际的补偿电流控制信号；

（a）输出电流采样模块将采集到的电网电流信号传递至中央处理模块，中央处理模块将该电流信号进行dq变换后形成基波有功电流反馈值Id；直流电压采样模块采集直流侧电压反馈值U_dref；

（b）中央处理模块计算直流侧电压反馈值U_dref与给定电压值的差值，将计算出的差值和基波有功电流反馈值Id均送入PI调节器；

（c）PI调节器根据接收到的差值形成基波有功电流指令值I_Pref，并根据基波有功电流反馈值Id和形成的基波有功电流指令值I_Pref得出直流侧电压控制所需的电流控制信号；

（d）中央处理模块将该电流控制信号进行dq反变换形成实际的电流控制信号；

中央处理模块将步骤（4）和步骤（d）得出的电流控制信号进行叠加形成最终的输出电流控制信号，进而得出变流器输出控制电压、导通状态及时间，获得触发信号，通过触发电流驱动该变流器进行补偿。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

（1）本发明集无功功率的连续、快速、同步补偿、滤波、平衡三相负载、消除电压闪变和电压波动等多种功能于一体，能够有效地提高供电电压质量、提高配电网络的安全稳定及经济运行水平，同时还可以降低功率损耗和电能损失，解决了传统无功补偿和常规滤波装置不能有效解决的动态电能质量问题，代表了无功补偿、谐波治理、电能质量控制的发展方向。

（2）本发明支持自适应补偿，即可以自动跟踪补偿变化的谐波与无功功率，对补偿的对象有着极快的响应；可以跟踪电网频率的变化，补偿性能不受电网频率变化的影响，同时可以根据不同的现场要求灵活设定不同的控制方式，进而达到不同的补偿效果，应用灵活，适用范围较广。