[发明专利]一种电力电子式有载无弧调容变压器暂态优化控制系统和方法

说明书

本发明公开一种电力电子式有载无弧调容变压器暂态优化控制系统和方法。该电力电子式有载无弧调容变压器暂态优化控制系统与装置包括：由调容变压器和反并联晶闸管开关组组成的电力电子式有载无弧调容变压器，容量调节控制器，容量判断单元和电压电流传感器。通过电力电子式有载无弧调容变压器暂态优化控制系统，装置与方法的应用，既能缩短调容暂态过程的时间，维持负载电压暂态过程中的电能质量，能保证敏感性负载的供电，又能实现调容暂态过程的无电弧，无过电压过电流，延长调容变压器的使用寿命，还能实现机械式调容变压器相同的调容效果，达到节能的目的，减少配电网的运行成本。

技术领域

本发明属于变压器领域，具体涉一种电力电子式有载无弧调容变压器暂态优化控制系统和方法。

背景技术

在科技和经济飞速发展的推动下，现代社会对能源的需求随着时间的推移不断增加。能源危机、碳排放超标、环境污染等问题日趋严重。配电网作为直接与用户侧相连的电力系统末端，具有负荷分布广、季节性强、平均负荷率低等特点，在欠发达地区更为明显。

在负荷季节性变化大、峰谷差明显的地区，出于安全考虑，配电变压器必须按最大负荷容量进行设计和使用。这导致配电变压器的年均负荷率较低，配电变压器的损耗在整个中低压电网的损耗中占很大比例。因此，研发节能型配电变压器，减少配电网能量损耗和碳排放的呼声越来越高。

调容变压器作为一种具有潜力的节能电气设备，不仅可以在轻载时经济运行，而且在用电高峰期也能保证足够的容量，从而达到降低变压器损耗的效果。现阶段工业上使用的有载调容变压器主要采用机械开关作为调容开关。但是这样的实现存在的问题有：第一分接触点在开关过程中会产生电弧，烧蚀导电触点，污染绝缘油，影响绝缘特性，缩短使用寿命。第二由于机械惯性等因素，容量调整过程的响应速度较慢，滞后容量调整指令5个工频周期甚至更长时间，不能用于电能质量要求较高的场所。第三机械传动结构复杂，故障率高，维修工作量大。

因此，以电力电子器件作为调容开关的电力电子式调容变压器可以克服机械调容开关的固有缺点，能够实现有载无弧的调容过程，具有在配电网中广泛应用的潜力。鉴于晶闸管具有成本低、耐电流大、耐电压高等优点，电力电子式有载无弧调容变压器一般选用反并联晶闸管作为调容开关。

然而由于晶闸管的半可控器件特性，一方面，如果同时向三相容量调节开关发出控制指令，变压器内部就会出现内部短路和过流现象。另一方面，如果采用无励磁容量调节方式，会增加响应过程的时间，可能造成负载电压缺相，影响供电质量。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种电力电子式有载无弧调容变压器暂态优化控制系统和方法，以解决现有技术中电力电子式有载无弧调容变压器调容过程中的暂态过电压和过电流问题，以及调容过程中用户侧电压不连续，电能质量低的问题

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

一种电力电子式有载无弧调容变压器暂态优化控制系统，包括电力电子式有载无弧调容变压器、容量判断单元和容量调节控制器；

电力电子式有载无弧调容变压器包括连接的三相两绕组变压器和开关组，所述开关组由若干个开关组成；所述三相两绕组变压器和容量判断单元连接，容量判断单元和容量调节控制器连接，容量调节控制器和开关组连接；所述开关位于三相两绕组变压器的一次侧中和二次侧中；