一种高频有源电力无功补偿装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术提供了一种高频有源电力无功补偿装置，所述装置包括断路器、滤波电感、有源电力滤波器(APF)、静止无功发生器(SVG)和软启动器；装置通过断路器并联接入系统；APF部分由H桥变换器和一个滤波电感组成；SVG部分由H桥级联多电平变流器和滤波电感组成；APF部分和SVG部分都包含一个软启动器，软启动器由一个复合开关和充电电阻并联组成；APF部分跨接于SVG部分的滤波电感。与现有技术相比，本实用新型专利技术提供的一种高频有源电力无功补偿装置，既能匹配高电压，又能实现大容量输出，APF部分跨接于SVG部分的基波连接电感两端，从电流和电压两方面降低了APF部分的容量，降低了成本。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及配电控制领域，具体涉及一种高频有源电力无功补偿装置。
技术介绍
在配电系统中同时滤除谐波与无功的措施主要分为有源和无源两种方法。并联纯有源电力滤波器(APF)是最基本，也是目前世界上应用最广泛的一种有源电力滤波器，如图1所示，通过对负载电流中畸变电流和无功电流的跟踪，向系统注入大小相同的补偿电流，使网侧电流成为与电网电压同相位的基频正弦波，从而达到净化电网的目的。并联纯有源滤波器实质上是一个由电压型逆变器组成的，通过与连接电感耦合控制得到的谐波和无功电流源。从理论上讲，应用纯有源滤波器是滤除谐波与无功电流的理想装置，但是从实际应用的角度，高成本、大容量限制了纯有源滤波器的广泛应用。随着国民经济的不断发展，电压等级越来越高，电网容量越来越大，高压大容量高频有源电力无功补偿装置的需求日益迫切。为了降低APF的容量和成本，出现了很多不同的结构，主要有混合有源滤波器和APF与静止无功发生器(SVG)相配合的结构。各种混合有源滤波器在降低APF的容量方面有很大优势，但缺点是对无功补偿只能利用无源滤波器的电容器进行无源补偿。APF与SVG并联运行的拓扑结构如图2所示，虽然能达到降低APF容量的目的，但是其容量和成本的下降空间有限。综上，需要提供一种新型高频有源电力无功补偿装置，既能匹配高电压，又能实现大容量输出，还能降低APF的容量。
技术实现思路
为了满足现有技术的需要，本技术提供了一种高频有源电力无功补偿装置。本技术的技术方案是：所述装置包括断路器、滤波电感、有源电力滤波器APF部分、静止无功发生器SVG部分和软启动器；所述装置通过断路器并联接入系统；所述有源电力滤波器APF部分由H桥变换器和一个滤波电感组成，所述静止无功发生器SVG部分由H桥级联多电平变流器和滤波电感组成；所述有源电力滤波器APF部分和静止无功发生器SVG部分都包含一个软启动器；每相所述H桥级联多电平变流器的一端顺次通过一个滤波电感、一个软启动器和一个断路器接入系统，另一端与其余两相H桥级联多电平变换器的另一端连接；每相所述H桥变换器的一端通过另一个滤波电感连接于所述的一个滤波电感和所述的一个软启动器之间；每相所述H桥变换器的另一端通过另一个软启动器连接于所述的一个滤波电感与所述H桥级联多电平变流器的一端之间。优选的，所述APF部分跨接于所述SVG部分的滤波电感上。优选的，所述软启动器由一个复合开关和充电电阻并联组成。优选的，所述变换器为电压源型变换器。优选的，所述H桥直流侧均接有直流电容，直流电容两端并联一个由开关管和电阻组成的放电支路。与最接近的现有技术相比，本技术的优异效果是：本技术提供的一种高频有源电力无功补偿装置，既能匹配高电压，又能实现大容量输出，APF部分跨接于SVG部分的基波连接电感两端，从电流和电压两方面降低了APF部分的容量，降低了成本。附图说明下面结合附图对本技术进一步说明。图1：并联纯有源电力滤波器结构示意图；图2：APF与SVG并联结构示意图；图3：本技术实施例中一种高频有源电力无功补偿装置结构示意图；图4：本技术实施例中待机模式控制示意图。图5：本技术实施例中高频有源电力无功补偿装置投入系统的过程。具体实施方式下面详细描述本技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描 述的实施例是示例性的，旨在用于解释本技术，而不能理解为对本技术的限制。本技术提供的一种高频有源电力无功补偿装置，既能匹配高电压，又能实现大容量输出，APF部分跨接于SVG部分的基波连接电感两端，从电流和电压两方面降低了APF部分的容量，降低了成本。本技术中高频有源电力无功补偿装置的具体实施例如图3所示，具体为：该装置包括断路器、滤波电感、有源电力滤波器(APF)部分、静止无功发生器(SVG)部分和软启动器。装置通过断路器并联接入系统；APF部分由H桥变换器和一个滤波电感Lh组成；SVG部分由H桥级联多电平变流器和滤波电感Lf组成；APF部分和SVG部分都包含一个软启动器，软启动器由一个复合开关和充电电阻并联组成；APF部分跨接于SVG部分的滤波电感Lf。本实施例中变换器为电压源型变换器。本技术中高频有源电力无功补偿装置的控制方法为：首先判断该装置的工作状态，然后依据工作状态选取控制策略；本实施例中该装置的工作状态包括待机模式、APF旁路模式、APF启动模式、APF谐波补偿模式、SVG启动模式、SVG无功补偿模式和SVG最小工作模式。1、待机模式如图4所示，当装置发生故障或者需要检修时，装置处于待机模式，其控制策略包括：(1)断路器B断开；(2)变换器闭锁；(3)并联在直流电容C两端的开关管I导通，直流电容C通过电阻R放电。2、APF旁路模式(1)APF的软启动投入；(2)APF闭锁；(3)并联在直流电容C两端的开关管I断开。APF旁路模式时，相当于滤波电感并联了一个大电阻，所以对SVG部分运行不产生影响。3、APF启动模式当SVG处于动态补偿模式或者最小工作模式时，APF处于启动模式，其控制策略包括：(1)APF通过充电电阻对APF直流电容进行不控整流充电；(2)当APF直流母线电压上升到一定幅值时，对APF直流电容进行可控整流充电，直到 直流母线电压达到设定值。4、APF谐波补偿模式当检查到有谐波电流时时，APF进入补偿状态。5、SVG启动模式高频有源电力无功补偿装置启动的第一步是SVG的启动，其控制策略包括：(1)SVG软启动投入；(2)SVG闭锁，APF处于旁路模式；(3)在SVG直流母线电压升高到一定值时旁路SVG软启动电阻；(4)SVG可控整流对直流侧电容充电。6、SVG动态补偿模式当SVG对直流电容充电到额定值，并进入稳态，即可对负载动态补偿无功，这种模式称为SVG动态补偿模式。7、SVG最小工作模式为了保证APF能够吸收到足够的有功功率以维持直流母线电压稳定，SVG有一个最小输出电流，即在正常工作情况下SVG的输出电流不小于这个限值，其控制策略与动态补偿模式时的控制策略相似。图5描述了高频有源电力无功补偿装置投入系统的过程。最后应当说明的是：所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高频有源电力无功补偿装置，其特征在于，所述装置包括断路器、滤波电感、有源电力滤波器APF部分、静止无功发生器SVG部分和软启动器；所述装置通过断路器并联接入系统；所述有源电力滤波器APF部分由H桥变换器和一个滤波电感组成，所述静止无功发生器SVG部分由H桥级联多电平变流器和滤波电感组成；所述有源电力滤波器APF部分和静止无功发生器SVG部分都包含一个软启动器；每相所述H桥级联多电平变流器的一端顺次通过一个滤波电感、一个软启动器和一个断路器接入系统，另一端与其余两相H桥级联多电平变换器的另一端连接；每相所述H桥变换器的一端通过另一个滤波电感连接于所述的一个滤波电感和所述的一个软启动器之间；每相所述H桥变换器的另一端通过另一个软启动器连接于所述的一个滤波电感与所述H桥级联多电平变流器的一端之间。

【技术特征摘要】
1.一种高频有源电力无功补偿装置，其特征在于，所述装置包括断路器、滤波电感、有源电力滤波器APF部分、静止无功发生器SVG部分和软启动器；所述装置通过断路器并联接入系统；所述有源电力滤波器APF部分由H桥变换器和一个滤波电感组成，所述静止无功发生器SVG部分由H桥级联多电平变流器和滤波电感组成；所述有源电力滤波器APF部分和静止无功发生器SVG部分都包含一个软启动器；每相所述H桥级联多电平变流器的一端顺次通过一个滤波电感、一个软启动器和一个断路器接入系统，另一端与其余两相H桥级联多电平...

【专利技术属性】
技术研发人员：莫桐，
申请(专利权)人：北京禄智科技股份有限公司，
类型：新型
国别省市：北京;11