[实用新型]一种无功综合补偿装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及的是一种无功补偿装置。

背景技术

随着电力电子器件在工业中的广泛应用,用户端非线性负载对电网的污染问题日趋严重。污染主要来自3个方面:一是无功不足或过补;二是谐波超标;三是负荷冲击造成电压波动。因此,根据电网情况,补充适当的无功功率、稳定电压、抑制谐波污染已受到越来越多的关注。

无源滤波器组(PF)与晶闸管控制电抗器（TCR)组成的静止无功补偿器(SVC)能有效地解决电压波动问题,并提供快速可变的容性和感性无功。但SVC工作时本身会产生较大的谐波电流,无源滤波器组支路过多,会造成设备体积庞大,且滤波性能受电网参数影响大,同时还存在与电网发生串并联谐振的可能。

近年来,有源滤波器(APF)因其良好的谐波治理性能,越来越受到关注。但与SVC相比,APF只能补偿固定容量的无功功率,不具备SVC正负连续调节无功的能力。

发明内容

为解决上述问题，本实用新型提出了一种无功综合补偿装置，用于稳定电压、治理谐波和无功补偿,充分保障电网的安全、经济运行。

该无功综合补偿装置包括：无源滤波器、有源滤波器和晶闸管控制电抗器TCR，所述有源滤波器和所述无源滤波器串联，并由所述无源滤波器接入谐波主电路，所述晶闸管控制电抗器TCR在靠近负载侧接入谐波主电路，所述有源滤波器包括基波串联谐振电路、耦合变压器、输出滤波器和电压型逆变器，其中基波串联谐振电路通过耦合变压器和电压型逆变器连接，并且输出滤波器连接到电压型逆变器的输出端。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步详细的说明。

图1为根据本实用新型的无功综合补偿装置硬件框图。

具体实施方式

为了更好的理解本实用新型的技术方案，下面结合附图详细描述本实用新型提供的实施例。

如图1所示为无功综合补偿装置硬件框图。在该无功综合补偿装置中，采用混合型有源滤波器HAPF与静止无功补偿器SVC组合的方式，SVC采用无源滤波器PF与晶闸管控制电抗器TCR组合的结构。当SVC与有源滤波器APF混合使用时,无源滤波器PF部分可与有源滤波器APF共用,TCR采用三角形连接,在靠近负载侧并联接入电网。

无功综合补偿装置包括：无源滤波器、有源滤波器和晶闸管控制电抗器TCR，所述有源滤波器和所述无源滤波器串联，并由所述无源滤波器接入谐波主电路，所述晶闸管控制电抗器TCR也接入谐波主电路，所述有源滤波器包括基波串联谐振电路、耦合变压器、输出滤波器和电压型逆变器，其中基波串联谐振电路通过耦合变压器和电压型逆变器连接，并且输出滤波器连接到电压型逆变器的输出端。

固定连接的无源滤波器PF提供的容性无功可能过补,为此需要感性无功的平衡。晶闸管控制电抗器TCR的投入很好地解决了容性无功过补的问题,从而使整个装置输送到电网的无功可以连续调节,既可以保证公共连接点电压的稳定和功率因数的提高,又能对三相不平衡负荷进行平衡补偿。由于晶闸管控制电抗器TCR的触发角范围为90°-180°,会导致大量的谐波出现,特别是在不平衡补偿时,甚至可能出现偶次谐波。因此,有源滤波器和无源滤波器可以共同抑制电网和TCR产生的谐波。

该装置要实现电压稳定支撑、谐波治理和无功连续补偿的功能，其中谐波治理的性能取决于检测出的谐波电流。当检测出的谐波成分中含有基波分量时,对于APF而言,由于基波串联谐振电路的基波阻抗ZR近似为0,会使逆变器的输出谐波电流无限增大,从而损毁逆变器。因此本装置采用基于自适应的谐波检测方法,从而避免检测的补偿电流成分中含有基波分量。

该装置提供的无功功率取决于TCR的变化,而TCR的准确调节取决于补偿导纳的准确测量和计算。因此,装置采用基于同步旋转参考坐标的补偿导纳计算方法,保证补偿导纳的准确计算。

通过该综合补偿装置,可以将电压稳定、谐波治理和无功补偿完整地结合,充分保障电网的安全、经济运行。