[实用新型]无极变容式智能电容器

说明书

技术领域

本实用新型涉及智能电网电力电子技术领域，尤其涉及了一种电网中解决无功功率缺损通过无极变化调节，满足实现实时无功功率需要的一种无极变容式智能电容器。

背景技术

目前智能电网中利用电力电子技术，解决无功功率补偿方案有并联无功功率补偿装置，装置主要以自愈式电容器为核心器件来完成一定的无功功率补偿。这种以并联电容器来实现补偿存在以下问题：

1、电容补偿只能补偿固定的无功，尽管采用电容分组投切相比固定电容器补偿方式能更有效适应负载无功的动态变化。

2、电容器补偿方式仍然属于一种有级的无功调节，不能实现无功的平滑无级的调节。电容器只能国定级数调节和投切，不能实现实时电压调节满足实时无功补偿需求，造成无功倒送问题。无功倒送在电力系统中是不允许的，特别是在负荷低谷时，无功倒送造成电压偏高。 

3、对单台无功补偿装置，需求不同种规格电容器来完成有级的无功调节，对装置本体设计来说结构复杂，体积庞大，造成单台柜体制造材料增加，从而成本过高。

4、使用多台电容组网形成的装置达到一定的无功补偿量，装置在安装电容器时因电容器个数较多，具体安装布线复杂，造成工时成本浪费同时多台构成系统，台与台之间的辅助材料浪费很多。

6、谐波问题。电容器具有一定的抗谐波能力，但谐波含量过大时会对电容器的寿命产生影响，甚至造成电容器的过早损坏；并且由于电容器对谐波有放大作用，因而使系统的谐波干扰更严重，多台组网构成的补偿装置，谐波电流会再每台电容这间进行放大，造成谐波振荡频率复杂，严重危害电网。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的就在于提供了一种无极变容式智能电容器，能够有效地解决单台电容器实现无极变容，有效的将微电子技术和电容器相结合实现智能化补偿和精细化补偿。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是这样的：一种无极变容式智能电容器，包括依次连接的输入回路、开关电源、电压逆变变换电路、UPQC控制系统、输出回路，所述电压逆变变换电路的输入端与输入回路的输出端相连接并与开关电源并联；利用UPQC原理与交流DC和AC转换原理实现在电网和敏感负荷之间，相当于一个受控电压源，能够产生任意幅值、相位和波形的电压，将这个电压叠加到智能电力电容上。

作为一种优选方案，所述输入回路包含输入滤波回路，所述输入滤波回路包括差模抑制器与共模抑制器。

作为一种优选方案，所述开关电源包含有高频变压器与电源管理芯片，所述高频变压器的高频变压初级与输入回路的输入电源相连接、高频变压次级与电源管理芯片相连接；所述开关电源为整个电容器供电，并实现多路隔离输出。

作为一种优选方案，所述电压逆变变换电路包含AC-DC-AC转换电路与功率变换电路；用于完成电压的变换。

作为一种优选方案，所述UPQC控制系统采用UPQC控制器；用于实现电压变化控制和无功率以及谐波含量的处理。

作为一种优选方案，所述输出回路包括输出滤波回路、反馈回路，且输出滤波回路包含连接电抗器；所述反馈电路的输入端与输出滤波回路相连接、输出端经过传输电路与功率变换电路相连接；电容器通过连接电抗器进行输送，实现电容变容后的容量输送到需要补偿的电网上。

作为一种优选方案，所述输出回路上并联有保护电路。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果：

1. 提供动态无功补偿支持，提高功率因数、实现无极变容；

2. 滤除用户注入系统的谐波电流，谐波次数可根据需求设定；

3. 对系统的电压暂降、暂升进行补偿；

4. 抑制供电电压中的谐波电压分量、抑制电压波动；

5. 补偿三相不平衡电流；

6. 成本大幅下降，如：240kvar,市场价格大约2.4万，本实用新型成本为：6000元；

7. 结构简单，容量大，能够无极变容，实现了实时无功补偿以保证电力系统电压的连续稳定性,能够实时无功补偿，优化无功潮流分布，对电网无功补偿和电压优化实时控制，以实现从离线处理转化为实时处理，提高全网各节点电压合格率，减少网损，取得较好的经济性，大大降低了生产成本。

附图说明

图1为本实用新型的结构框图；

图2为本实用新型的电路原理图；

图3为本实用新型中UPQC控制系统的等效电路。

具体实施方式