[发明专利]基于向量识别的电力系统瞬时无功计算方法及SVC补偿装置

说明书

[技术领域]

本发明涉及一种基于向量识别的电力系统瞬时无功计算方法及该方法所使用的SVC补偿装置。属于输电系统和配电系统设备节能控制领域。

[背景技术]

随着电力系统的发展，对无功功率进行快速动态补偿的需求越来越大。因此无功功率的实时检测和计算就成了无功功率补偿的关键技术。

从相关文献分析，目前针对无功功率计算的主要技术方法有：瞬时无功理论方法、基于傅立叶变换方法、检测电压电流相位差等方式，这些方式各有优缺点。检测电压电流相位差的方法实时性差，不能适应快速动态补偿的需求。基于傅立叶变换方法也需要采集半个周波的信号，响应慢，使用有局限性。基于瞬时无功理论方法能够实时计算无功功率、响应快，因此广泛应用于快速动态补偿的领域，例如SVC、STATCOM、APF等。但是瞬时无功理论本身需要大量用到αβ矩阵变换、park变换等算法，计算方法复杂，计算量很大。

[发明内容]

本发明克服了上述技术的不足，提供了一种既能实时检测三相无功功率，又计算简单、使用方便的基于向量识别的电力系统瞬时无 功计算方法，同时提供了该方法所使用的SVC补偿装置。

为实现上述目的，本发明采用了下列技术方案：

基于向量识别的电力系统瞬时无功计算方法，包括如下步骤：

第一步、控制系统在每个电压过零时刻采集三相系统电压、三相系统电流、晶体管相控电抗器TCR电流的正弦波信号当前瞬时值；

第二步、将每次采集数据后利用当前瞬时值与1/6个周期前瞬时值通过向量识别方式得到每个正弦变量的实部与虚部有效值；

第三步、根据Park变换将各个正弦变量折算到同一坐标系下，计算每相的有功功率有效分量与无功功率有效分量；

第四步、以每相无功功率有效分量当做无功补偿装置的补偿对象，减少系统母线中每相的无功功率有效分量。

通过变压器T1采集三相系统电压和三相系统电流。

一种SVC补偿装置，包括有变压器T1，变压器T1初级的三相输入端接在被测系统的三相母线上，变压器T1次级的三相输出端顺次接入滤波器Filter、晶闸管相控电抗器TCR和电力负荷Load。

所述滤波器Filter由三个电容和三个电感组成，三个电容的一端分别与变压器T1次级的三相输出端连接，三个电容的另一端分别通过三个电感后连接在一起。

所述晶闸管相控电抗器TCR由三个晶闸管组与三个电感间隔设置后连接成环状而形成，每个晶闸管组由反向并联在一起的晶闸管组成，每个晶闸管组的首端与每个电感的尾端之间的节点作为晶闸管相控电抗器TCR的输入端，三个输入端分别与变压器T1次级的三相输 出端连接。

所述电力负荷Load为三个滑动变阻器，三个滑动变阻器一端分别与变压器T1次级的三相输出端连接，三个滑动变阻器另一端连接在一起。

本发明的有益效果是：

1、本发明与以往传统的无功功率计算方式相比，既能实时检测三相无功功率，又有计算简单、使用方便的优点，因此在无功补偿领域大量推广应用有十分重要的意义。

2、采用本发明的方法可以提高功率因数、减少无功分量、降低线路损耗。

[附图说明]

图1为本发明SVC补偿装置的结构图。

[具体实施方式]

本发明首先介绍基于向量识别的电力系统瞬时无功计算方法，包括如下步骤：

第一步、控制系统在每个电压过零时刻采集三相系统电压U_a、U_b、U_c，三相系统电流I_a、I_b、I_c，晶体管相控电抗器TCR电流i_ab、i_bc、i_ca的正弦波信号当前瞬时值；共9个瞬时值。三相系统电压和三相系统电流是通过变压器T1采集的。

第二步、将每次采集数据后利用当前瞬时值与1/6个周期前瞬时值通过向量识别方式得到每个正弦变量的实部与虚部有效值；

第三步、根据Park变换将各个正弦变量折算到同一坐标系下， 计算每相的有功功率有效分量与无功功率有效分量；

第四步、以每相无功功率有效分量当做无功补偿装置的补偿对象，减少系统母线中每相的无功功率有效分量。