[发明专利]稳定电网抵抗无功负载波动的方法及无功功率补偿装置

说明书

本发明涉及用于稳定供电装置或稳定电网抵抗至少一个具有可变化无功负载的电负载的无功负载波动的方法，及涉及无功功率补偿装置。

本发明的背景技术涉及到如从US—A—5，155，740中公知的现有技术。该文献给出了用于直流电弧炉的一种波动补偿装置，其中无功功率调节仅是根据检测的电弧炉无功功率来实现的。

在这种补偿中未考虑滤波支路及辅助装置中的电流。在小的电极电流时电弧炉的无功功率是很小的。利用固定设置的电容器组合导致过补偿，这是被电网运营单位所时常不能接收的。

由EP—A1—0 498239公知了利用具有两个调节回路的直流供电对电弧炉进行调节。一个电流调节器负责相当于预定电流给定值的恒流调节。电极调节回路影响电极的位置并由此影响电弧的长度。在电弧伸长时，电流调节器必须提高电压，或使整流器控制电流保持恒定。但这需要有电压储备才行。电极的控制借助于自适应直流电压调节器来实现。电弧电压用作直流电压实际值，它通过一个阻尼元件传送给一个比较器或加法器。对直流电压给定值必须考虑变压器电压级及电极电流对于每个工作点作出计算。首先对功率变换器的变压器的变压器级，并由此对相应变换器可能的电压升高值借助一个限压器这样地限制，从而使功率变换器稳定地、至多刚好低于整流器的极限状态下工作。该给定值被以平滑的方式供给加法器，以便在电压给定值跃变时不会使实际值产生过冲，这种过冲会造成电弧的中断。在那里并没有施行无功功率波动的补偿。

本发明的目的是：用于稳定供电装置或电网抵抗至少一个具有可变化无功负载的电负载的无功负载波动的方法及无功功率补偿装置进一步地改善，以使得以更小的成本来补偿无功负载的波动。

本发明的优点在于：对设备供电的整流器仅必须对于一部分无功负载来设计。不需要使用专门的补偿电抗器作无功功率补偿。与负载串联的现有电抗线圈或电抗器可用于取代专门的补偿电抗器，以致于使成本下降并使整个设备价格降低。

根据本发明的一个有利构型，对于未补偿的设备不需要附加任何硬件可作无功功率补偿。在现有的设备上通过改变计算机程序便可实现令人满意的无功功率调节。

用于稳定交流电网抵抗至少一个具有可变化无功负载的电负载的无功负载波动的方法，其中使通过该负载的电流强度借助包括该负载作为调节区段的第一调节回路中的电流调节器经过至少一个第一变流器调节到一个预定的电流给定值上；其中用于该第一变流器的变流器调节量根据由电流调节器提供的电流调节器调节量来构成；其中该负载的无功功率根据无功功率调节器输出端的稳定触发角被调节到一个预定的无功功率给定值上；其特征在于：变流器调节量是根据一个与至少一个预定系数相乘的稳定触发角构成的。

其中上述稳定触发角乘以一个预定的第一系数K1，然后与至少一个电流调节器的输入量作相加组合；该预定第一系数K1在0≤K1≤0．4的范围中。

稳定触发角乘以一个预定的第三系数K3，然后与至少一个电流调节器的输出量作相加组合；该预定第三系数K3在0≤K3≤0．4的范围中。

此外该变流器调节量还根据与一个预定的第二系数K2乘以交流电网的电网电压再与电流调节器调节量作相加组合来构成；该预定第二系数K2在0≤K2≤0．5的范围中。

无功功率根据稳定触发角在包括该负载作为调节区段的第二调节回路中通过至少一个第二变流器被调节到预定的无功功率给定值上。

无功功率补偿装置，具有至少一个带有可变无功负载的电负载；该负载通过至少一个变流器与向该负载供电的交流电网形成功能连接；具有一个电流调节器，它的输出端与至少一个第一变流器形成控制连接；及具有一个无功功率调节器，它的输出端与一个无功功率补偿装置形成控制连接；其特征在于：电流调节器通过一个第一加法器与至少一个第一变流器形成控制连接；以及无功功率调节器的输出端与该第一加法器的一个输入端形成功能连接。

以下借助实施例对本发明进行说明。仅有的一个附图表示具有一个电流调节回路及一个无功功率调节回路的直流电弧炉。

为简明起见，对以下的信号及对它们设置的值或量给予相同的标记。