[发明专利]基于静态无功电压补偿的电压无功控制系统及控制方法

说明书

本发明公开了一种基于静态无功电压补偿的电压无功控制系统，包括并联电容器及开关管，晶闸管控制电抗器、电网电压电流采样模块、信号调理模块、控制模块和驱动模块；电网电压电流采样模块采样数据通过信号调理模块输入控制模块，控制模块通过驱动模块驱动开关管或晶闸管工作。本发明还公开了所述控制系统的控制方法，包括对电网采样；计算电网三相电压和电流工作参数；选取控制目标；计算补偿电纳值；计算开关管控制信号和晶闸管导通角。本发明可以根据系统运行情况实时进行无功调节，自动得出最优的运行方案，保障系统电压和功率因数稳定，减少配电线路损耗，有效提高配电网运行经济性和电能质量水平。

技术领域

本发明属于电力电子领域，具体涉及一种基于静态无功电压补偿的电压无功控制系统及控制方法。

背景技术

随着国民经济的高速发展和新农村建设的推动，农村居民生活水平得以快速提高。特别是近年来受“家电下乡”政策的鼓励，各种现地化电器迅速走入家庭，农村用电负荷性质从过去的阻性负荷趋于现在的感性负荷，对农村配电网供电可靠性、电能质量水平和无功配置能力提出了更高的要求。

然而，农村配电网具有供电半径大、负荷率低、季节性强和无功支撑不足的特点，普遍存在无功补偿容量不足或配置不合理等问题。终端电力用户所需无功功率主要由发电厂或上级变电站远距离输送，造成较高的线路损耗和较大幅度的电压损失。因此，在农村10kV供电线路中加装无功补偿装置，提升10kV线路功率因数，降低线路电压损耗显得很有必要。

考虑到电网阻抗主要呈电感性，负载也主要以阻感性为主，目前，配电网无功补偿装置以并联电容器为主，通常将电容器分组投切入电网，虽然该种电路结构具有控制简单、可靠性好的优点，但是其存在无法实现对无功功率的无级差调节的致命缺点，而且无功补偿无法做到闭环控制，控制精度极差。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种能够根据电网运行情况实时调整系统控制目标、实现电压无功复合控制、控制精准可靠的基于静态无功电压补偿的电压无功控制系统。

本发明的目的之二在于提供一种所述基于静态无功电压补偿的电压无功控制系统所采用的控制方法。

本发明提供的这种基于静态无功电压补偿的电压无功控制系统，包括若干台并联电容器及控制各台电容器接入电网的开关管，还包括晶闸管控制电抗器、电网电压采样模块、电网电流采样模块、信号调理模块、控制模块、电感开关驱动模块和电容开关驱动模块；晶闸管控制电抗器与若干台并联电容器并联接入电网；电网电压采样模块和电网电流采样模块分别采样电网的电压和电流，并将采样信号通过信号调理模块进行信号整理后输入到控制模块，控制模块根据采样得到的电网电压和电流发出控制信号，通过电感开关驱动模块和电容开关驱动模块驱动开关管或晶闸管工作，通过控制开关管的开通和关断控制接入电网的电容器的数目，同时通过控制晶闸管的导通角控制接入电网的电抗器。

所述的基于静态无功电压补偿的电压无功控制系统还包括报警模块；报警模块与控制单元连接，用于在所述控制系统工作异常时报警。

所述的基于静态无功电压补偿的电压无功控制系统还包括监控机和显示操作模块；显示操作模块通过监控机连接控制模块；监控机用于对所述控制系统的工作参数进行监控、显示和数据传输；显示操作模块用于对所述控制系统的工作状态进行显示，同时通过监控机对所述控制模块进行数据操作。

所述的晶闸管控制电抗器采用三角形连接，且每一条支路上均串接有一组电抗器，并由反并联的晶闸管作为电抗器的投切开关。

本发明还提供了所述基于静态无功电压补偿的电压无功控制系统的控制方法，包括如下步骤：

S1.对电网的三相电压和三相电流分别进行采样；