[发明专利]智慧型低压无功补偿装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及电网中无功功率的处理技术，尤其涉及一种智慧型低压无功补偿装置以及无功补偿方法。

背景技术

随着电力电子技术的快速发展，越来越多的非线性电气设备接入电网，造成电网中大量无功功率的出现，严重影响了电网的供电质量。如图1所示，目前，主要采取的方法是对无功功率进行补偿，但传统的动态无功补偿装置采用分组投切、分组输出，存在无功补偿盲区，容易出现过补或欠补，功率因数补偿效果只能达到0.95左右，曲线波动范围极大，且只能针对特定的特征谐波进行滤除，滤除效果一般，补偿范围窄，动态响应特性差，且运行和维护成本高，对电网无功功率补偿的效果不佳。

现代无功补偿技术已发展到IGBT全控时代，静止无功发生器(STATIC VAR GENERATOR简称SVG)是一种基于现代电力电子技术的新型无功补偿装置，具有优越的动态无功功率补偿性能，能够快速的跟踪和补偿电网的无功功率，还能实现从感性到容性的全范围无功功率的补偿，因而成为各国竞相研究的热点。传统的动态无功补偿装置与静止无功发生器相比补偿效果、响应时间明显比SVG要差，补偿范围较SVG小等。但相同容量的SVG要比传统的动态无功补偿装置(SFM)的价格高许多。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：解决利用传统动态无功补偿装置进行补偿时，补偿效果差，曲线波动范围大，存在补偿盲区的问题。

为解决上述问题，本发明提供一种智慧型低压无功补偿装置。

所述智慧型低压无功补偿装置包括：

从电网上检测电网参数的检测模块；

动态无功补偿模块，用于对电网进行无功补偿；

静止无功发生模块，对所述电网进行更精确无功补偿；

控制模块，根据自身预设参数及所述检测模块的检测结果控制所述动态无功补偿模块和所述静止无功发生模块的工作；

所述检测模块用于检测所述电网中的无功功率因数以及无功阻抗特性。

进一步的，所述检测模块用于检测单相线路电流与另外两相线路之间电压的相位差，从而确定所述电网的无功阻抗特性。

进一步的，所述动态无功补偿模块包括数个补偿单元，每个所述补偿单元受所述控制模块控制；多个所述补偿单元输出的无功功率不完全相同。

进一步的，所述补偿单元包括：

串联电抗器，用于输出感性无功功率；

并联电容器，用于输出容性无功功率；

投切开关，受控于所述控制模块，用于选择导通所述串联电抗器或并联电容器；

保护器件，用于对所述补偿单元进行保护；

所述补偿单元受控于所述控制模块，并根据控制模块的控制输出容性无功功率。

进一步的，所述静止无功发生模块对所述动态无功补偿模块补偿后的电网进行进一步补偿，用于覆盖所述动态无功补偿模块的补偿盲点。

进一步的，所述控制模块预设参数包括控制所述动态无功补偿模块和所述静止无功发生模块发生投切动作的临界功率因数，以及所述电网所要达到的无功稳定区间。

本发明检测模块对电网运行参数检测后，控制模块控制动态无功补偿模块对电网的无功功率进行补偿，从而使电网的无功功率因数达到相对较理想波动较小的范围，并在此基础上控制所述静止无功发生模块进一步的对电网的无功功率因数进行调整，达到理想状态且波动较小的目的；由于静止无功发生模块的响应时间较快，所以可以在长时间内在电网电气参数变化相对较小的情况下处于一个稳定状态，只有在电网电气参数波动范围较大时才需要动态无功补偿模块的接入；本发明的无功补偿装置补偿效果好，电网无功功率因数波动较小，且反应灵敏。

为解决上述问题，本发明还提供了一种无功补偿方法，该方法包括以下步骤：

步骤S1：预设参数，预设的参数包括无功调整区间及无功稳定区间，所述无功调整区间为所述无功补偿方法进行调整时无功功率因数的波动范围，所述无功稳定区间为所述无功补偿方法调整后电网所处的无功功率因数范围；

步骤S2：检测电网无功功率因数及无功阻抗特性；

步骤S3：根据所述电网无功功率因数处在所述无功调整区间或无功稳定区间的范围及所述无功阻抗特性，控制动态无功补偿模块和/或静止无功发生模块的投切动作，从而使电网中的无功功率因数处于所述无功稳定区间内，并保持投切动作一定时间；

步骤S4：重复执行步骤S2及步骤S3；

步骤S5：完成；

所述动态无功功率补偿模块输出容性无功功率，所述静止无功发生模块输出容性无功功率或感性无功功率。