[发明专利]一种新型电力系统无功功率补偿系统

说明书

本申请涉及一种新型电力系统无功功率补偿系统，包括检测电路、无效功率控制电路、无功补偿电路。本次设计的一种新型电力系统无功功率补偿系统，利用监测电路进行电流监测当前系统的电流，并对监测数据进行基础滤波，减少环境和电路对真实数据的影响，再将监测电流值传输给补偿控制电路进行电流值分析，利用阈值算法分析计算对当前无功功率补偿量做出判断，并给出准确判断，最后将判断数据传输给无功补偿电路，根据判断数据，产生正向或负向电流来综合当前无功功率的补偿值，保证无功功率的补偿值在适当范围内。

技术领域

本申请涉及电力与功率补偿领域，具体涉及一种新型电力系统无功功率补偿系统。

背景技术

用电管理的意义是给用电客户提供稳定的电能质量。其中，电压是电能质量的重要指标之一。无功电力是影响电压质量的一个重要因素，电压质量与无功是密不可分的，电压问题本质上就是一个无功问题。解决好无功补偿问题，具有十分重要的意义。目前，主流无功补偿控制器采用电流、电压采样的方式，对电流电压相位差进行分析，经逻辑运算积设定投切策略。但在实际应用中存在两相欠补偿或过补偿，最终导致后端用电设备电压波动，甚至会产生过流，烧坏内部电路。本设计采用一种新型反馈电路结构，可对补偿效果进行反馈，进而实现精准控制，解决无功补偿问题，提高电源质量。

如图1所示，为现有技术的功率补偿电路，具有滤波、保护、补偿等功能，但涉及到变压器与隔离电路，使该结构体积较大，容易受到干扰。

如图2所示，为现有技术功率补偿网络的信号采集电路，采用霍尔电压传感器前端，检测灵敏，但检测范围较窄。

发明内容

（一）技术问题

1. 现有技术的功率补偿电路，体积较大，成本高，容易受到干扰。

2. 现有技术的功率补偿电路，信号检测范围小，应用领域窄。

（二）技术方案

针对上述技术问题，本申请提出一种新型电力系统无功功率补偿系统，包括依次连接的检测电路、无效功率控制电路、无功补偿电路。

检测电路：主要对系统工作中无功功率补偿值的电流进行检测，并将监测值传输给补偿控制电路。首先，通过接口V1将无功功率补偿值监测点电流数据传输进电路，之后利用电阻R2-1和二极管D5是构成稳流电路，驱动监测点电感L2处电流稳定传输，防止串扰。同时电感L2和电阻R3构成第一组数据缓启动。同时电阻R8和场效应管Q4以及电容C5构成驱动电路控制场效应管的栅极，使其工作在线性模式。电感L1和R3-1用来输入监测信号，同时电阻R3-1会将监测的电流值转换为电压值，进而输入到场效应管Q1-1中。嵌位二极管D4保护MOS管Q5的栅-源极不被高压击穿；二极管D2能够在MOS管Q5导通后对R7、C3构成的防抖动延时电路上电斜率控制电路进行隔离，即使滤除直流电压的监测信号很小，也能获得不失真的较大的输出压，最后利用三极管Q1、Q2、Q3后级联放大后输出，通过信号的差值，为电路提供有效输出信号，同时达到了抗共模干扰的目的，保证输入信号和数据的高效稳定。

无效功率控制电路：将监测的数据进行放大和阈值算法反馈处理，计算得出当前的无功功率补偿值的效率，并判断得出后续补偿的数值，之后将得到的判断数值，传输给无功补偿模块。信号经过电容C8耦合输入，经过MOS管Q8的栅极，进行第一步压值判断处理。若经放大后的电压值仍然较小，不能启动场效应管，则将其判定为环境噪声，无效信号。然后输入至比较器U1的反相端，电阻R22和电容C11构成RC电路，电阻R21对反相端输入信号进行下拉，保证信号状态稳定，另外其通过电容C10储能，确保信号不会突变，信号通过电阻R12和电容C6反馈至反相端，通过电阻R25、电阻R24反馈至同相端，比较器U1对信号进行比较并将输出信号进行反馈叠加处理，其中二极管D7和二极管D9进行反馈信号电压的限制。