[发明专利]一种抑制谐波式智能综合补偿装置

说明书

本发明公开了一种抑制谐波式智能综合补偿装置，包括无源模块和有源模块，所述无源模块包括若干组晶闸管投切电容器，单组所述晶闸管投切电容器由补偿电容器和晶闸管构成，若干组所述晶闸管投切电容器通过接触器与电网实现并联连接；所述有源模块包括三相全桥逆变器，所述三相全桥逆变器输出端通过第一电感与电网连接；当工作时，由无源模块自动分级的补偿无功，剩余少量无功可由有源模块进行补偿，无源模块用以滤除负载上的谐波电流，并使得电网电流仅含有与电网电压相同相位的基波正序分量。本发明采用有源模块和无源模块的联动运行，具有更高的稳态精度和动态响应速度，提高电力系统稳定性，优化电能质量。

技术领域

本发明涉及电力电容补偿装置技术领域，特别涉及一种抑制谐波式智能综合补偿装置。

背景技术

现代电力系统中，电力电子技术发展迅速，使得电力系统中电力电子器件的应用呈现越来越普及的现象。在电力电子设备工作时，均会对电力系统造成谐波污染，功率因数降低等电能质量问题。另外，各种电力整流、换流设备等大量非线性和具有时变特性负荷的广泛应用，造成电力系统中的无功功率和谐波显著增加，严重影响电网电压质量，造成网络损耗的加大，能源浪费严重，电能的生产、传输和利用效率降低，还使电气设备过热，易与系统产生谐振，威胁电气设备的正常运行，给电力用户带来极大的危害。

电网电压与无功密切相关，大量谐波注入电网很大程度的影响电力系统正常运行。为了动态补偿无功功率和谐波，传统方法就是采用晶闸管投切控制的LC调谐滤波器(TSF)。这种方法既可补偿谐波，又可补偿无功功率，而且结构简单，一直被广泛使用。但这种方法的主要缺点是补偿特性受电网阻抗和运行状态影响，易和系统发生并联谐振，导致谐波放大，使LC滤波器过载甚至烧毁。此外，它只能补偿固定频率的谐波，补偿效果也不甚理想，同时容易造成无功功率过补或欠补。

发明内容

本发明的目的在于提供一种抑制谐波式智能综合补偿装置，用于解决上述技术问题，采用有源模块和无源模块的联动运行，具有更高的稳态精度和动态响应速度，提高电力系统稳定性，优化电能质量。

本发明所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现：

一种抑制谐波式智能综合补偿装置，包括无源模块和有源模块，所述无源模块包括若干组晶闸管投切电容器，单组所述晶闸管投切电容器由补偿电容器和晶闸管构成，若干组所述晶闸管投切电容器通过接触器与电网实现并联连接；所述有源模块包括三相全桥逆变器，所述三相全桥逆变器输出端通过第一电感与电网连接；当工作时，由无源模块自动分级的补偿无功，剩余少量无功可由有源模块进行补偿，无源模块用以滤除负载上的谐波电流，并使得电网电流仅含有与电网电压相同相位的基波正序分量。

所述无源模块内的晶闸管投切电容器组数为3组，三组所述晶闸管投切电容器采用三角形连接结构。

所述无源模块内中两组呈反向并联的晶闸管用以判读是否将补充电容器并入电网。

任意一组的晶闸管投切电容器与电网之间串联有第二电感。

所述补充电容器为固定电容器。

所述无源模块采用开环控制方式，所述有源模块采用滞环控制方式。

所述有源模块和无源模块的指令电流信号的获取是采用基于瞬时无功功率理论的ip-iq运算检测法获得。

还包括指令电流运算电路，所述指令电流运算电路采用基于瞬时无功功率理论的ip-iq运算检测法获得指令信号，并完成电流控制信号输出。

电流控制信号输入至电流跟踪控制电路，所述电流跟踪控制电路结合PWM控制器实现信号控制和放大，从而产生开关驱动信号，利用驱动电路控制无源模块的通断得到补偿滤波电流，并与负载电流中的谐波电流分量。

无源模块的通断得到补偿滤波电流和负载电流中的谐波电流幅值大小相等，且方向相反，实现相互抵消，使得电网电流中只含基波电流。