一种动态无功补偿及谐波抑制装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术提供了一种动态无功补偿及谐波抑制装置，包括三相电源侧电压/电流测量单元和无功补偿主装置，所述三相电源侧电压/电流测量单元电性连接在电网中，并与所述无功补偿主装置电性连接，其特征在于，所述无功补偿主装置包括无功补偿控制器、静止无功发生器、谐波抑制发生器和无功补偿电容，所述无功补偿控制器分别与静止无功发生器、谐波抑制发生器和无功补偿电容电性连接。本实用新型专利技术可以将无功功率完全补偿，减少电能损耗；结合固定电容补偿，可以选用容量小的静止无功发生器，降低成本；将无功补偿与谐波抑制算法结合，降低硬件成本；能够谐波抑制，提高电网运行稳定性。

A Dynamic Reactive Power Compensation and Harmonic Suppression Device

The utility model provides a dynamic reactive power compensation and harmonic suppression device, which comprises a voltage/current measurement unit and a reactive power compensation main device at the three-phase power supply side. The voltage/current measurement unit at the three-phase power supply side is electrically connected to the power grid and electrically connected with the reactive power compensation main device. The main device of reactive power compensation is characterized by a reactive power compensation controller and a static state. The reactive power generator, the harmonic suppression generator and the reactive power compensation capacitor are electrically connected with the static reactive power generator, the harmonic suppression generator and the reactive power compensation capacitor, respectively. The utility model can completely compensate reactive power and reduce power loss; combined with fixed capacitance compensation, static reactive power generator with small capacity can be selected to reduce cost; combining reactive power compensation with harmonic suppression algorithm can reduce hardware cost; harmonic suppression can be achieved and the stability of power grid operation can be improved.

【技术实现步骤摘要】
一种动态无功补偿及谐波抑制装置
本专利技术涉及电力系统
，具体地说是涉及一种将电容固定无功补偿与静止无功发生器以及谐波抑制集成到一起的低成本设备。
技术介绍
随着社会的进步与科技的快速发展，地球资源受到了越来越多的关注。而在电力系统中，三相异步电动机和变压器等设备需要消耗大量的无功功率。该无功功率会导致系统电流增大，增加线路损耗，浪费电能，同时也对电网的安全、稳定运行产生不利影响。因此对无功功率进行合理有效的补偿十分重要。考虑到配电网中电机类负荷的特殊性，其无功功率存在一定的波动，因而适宜配置动态无功补偿装置。但动态无功补偿装置通常造价较高，成本回收周期较长，因此目前最常用的无功补偿装置为投切电容器。电容器投入后系统功率因数可得到明显的提升，但无法实现无功功率的完全补偿。因此需要一种能够实时动态补偿功率因数的无功补偿装置。
技术实现思路
本技术的目的是解决上述现有技术的不足，提供一种动态无功补偿及谐波抑制装置。本技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种动态无功补偿及谐波抑制装置，包括三相电源侧电压/电流测量单元和无功补偿主装置，所述三相电源侧电压/电流测量单元电性连接在电网中，并与所述无功补偿主装置电性连接，其特征在于，所述无功补偿主装置包括静止无功发生器、谐波抑制发生器、无功补偿电容和无功补偿控制器，所述无功补偿控制器分别与静止无功发生器、谐波抑制发生器和无功补偿电容电性连接；所述无功补偿控制器，用以接收电压、电流信号，并发送控制信号给静止无功发生器、谐波抑制发生器和无功补偿电容；所述静止无功发生器，用以输出动态无功功率补偿信号至电网，以补偿负载运行中动态变化的无功功率；所述谐波抑制发生器，用以接收控制信号并输出对应的谐波电流抑制分量；所述无功补偿电容，用以补偿负载运行中稳定的无功功率。优选的，所述三相电源侧电压/电流测量单元包括电压互感器、电流互感器和调理电路，调理电路分别与电压互感器和电流互感器电性连接；所述电压互感器，与电网并联，用以采集电网电压信号；所述电流互感器，与电网串联，用以采集电网电流信号；所述调理电路，用以将采集的电压、电流信号转换成弱电信号并发送至无功补偿控制器。进一步的，所述无功补偿控制器包括谐波解算器、二阶广义积分器和锁频环，谐波解算器输入端连接三相电源侧电压/电流测量单元，输出端连接二阶广义积分器的谐波分量输入端，二阶广义积分器的谐波分量输出端、谐波分量的正交分量输出端和误差分量输出端与锁频环的输入端对应连接，锁频环的输出端与二阶广义积分器的基波角频率输入端连接。进一步的，所述二阶广义积分器可以为若干个并联，分别提取出各电路的谐波分量，求和以获取负载的谐波分量。本技术的有益效果：(1)动态无功补偿可以将无功功率完全补偿，减少电能损耗。(2)结合固定电容补偿，可以选用容量小的静止无功发生器，降低成本。(3)将无功补偿与谐波抑制算法结合，降低硬件成本。(4)谐波抑制，提高电网运行稳定性。附图说明构成本技术的一部分附图用来提供对本技术的进一步理解。在附图中：图1是本技术一种动态无功补偿及谐波抑制装置与电网的电路连接关系图。图2是本技术二阶广义积分器的电路图。图3是本技术二阶广义积分器并联实现谐波提取的电路连接关系图。图中：1、三相电源侧电压/电流测量单元；2、无功补偿主装置；3、无功补偿控制器；4、静止无功发生器；5、谐波抑制发生器；6、无功补偿电容；7、谐波解算器；8、二阶广义积分器；9、锁频环。具体实施方式下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，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，都属于本技术保护的范围。如图1所示，一种动态无功补偿及谐波抑制装置，包括三相电源侧电压/电流测量单元1和无功补偿主装置2，所述三相电源侧电压/电流测量单元1电性连接在电网中，并与所述无功补偿主装置2电性连接，其特征在于，所述无功补偿主装置2包括无功补偿控制器3、静止无功发生器4、谐波抑制发生器5和无功补偿电容6，所述无功补偿控制器3分别与静止无功发生器4、谐波抑制发生器5和无功补偿电容6电性连接；所述无功补偿控制器3，用以接收电压、电流信号，并发送控制信号给静止无功发生器4、谐波抑制发生器5和无功补偿电容6；所述静止无功发生器4，用以输出动态无功功率补偿信号至电网，以补偿负载运行中动态变化的无功功率；所述谐波抑制发生器5，用以接收控制信号并输出对应的谐波电流抑制分量；所述无功补偿电容6，用以补偿负载运行中稳定的无功功率。所述三相电源侧电压/电流测量单元1包括电压互感器、电流互感器和调理电路，调理电路分别与电压互感器和电流互感器电性连接；所述电压互感器，与电网并联，用以采集电网电压信号；所述电流互感器，与电网串联，用以采集电网电流信号；所述调理电路，用以将采集的电压、电流信号转换成弱电信号并发送至无功补偿控制器。如图2和3所示，无功补偿控制器3包括谐波解算器7、二阶广义积分器8和锁频环9，三相电源侧电压/电流测量电压输出的弱电信号输入谐波解算器7后，获得谐波分量输出至二阶广义积分器8的谐波分量输入端，经二阶广义积分器8的谐波分量、谐波分量的正交分量和误差分量输出端输出谐波分量、谐波分量的正交分量和误差分量，二阶广义积分器8的谐波分量、谐波分量的正交分量和误差分量输出端与锁频环9的输入端对应连接，锁频环9的输出端与二阶广义积分器8的基波角频率输入端连接。所述二阶广义积分器8可以为若干个并联，分别提取出各电路的谐波分量，求和以获取负载的谐波分量。本技术的工作流程为：将该装置连接到电网中，三相电源侧电压/电流测量单元1采集电压、电流信号后转换成弱电信号发送至无功补偿控制器3，无功补偿控制器3一方面控制无功补偿电容6补偿负载运行中稳定的无功功率，另一方面，接收三相电源侧电压/电流测量单元1采集的电压、电流信号，经过谐波解算器7进行处理后获取谐波分量，然后将谐波分量输入到二阶广义积分器8，通过二阶广义积分器8和锁频环9共同作用获取电压和电流的基波分量和基波正交分量，根据获得的电压和电流的基波分量和基波正交分量，利用瞬时无功功率算法计算出负载所需无功功率，计算公式如式1.1：式中：Q为单相无功功率，分别为电压和电流的矢量形式，eα、eβ分别为电压及其正交分量，iα、iβ为电流及其正交分量。无功补偿控制器3发送控制信号至静止无功发生器4，输出反向的基波无功电流分量，来补偿负载运行中动态变化的无功功率。无功补偿控制器3可设置多个二阶广义积分器8并联，分别提取出各次谐波电流分量，然后求和获得负载的总谐波电流分量，无功补偿控制器3发送控制信号至谐波抑制发生器5，输出与负载谐波电流分量相反向的谐波电流分量来抑制负载运行中产生的谐波电流。尽管参照前述实施例对本技术进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换,凡在本技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种动态无功补偿及谐波抑制装置，包括三相电源侧电压/电流测量单元(1)和无功补偿主装置(2)，所述三相电源侧电压/电流测量单元(1)电性连接在电网中，并与所述无功补偿主装置(2)电性连接，其特征在于，所述无功补偿主装置(2)包括无功补偿控制器(3)、静止无功发生器(4)、谐波抑制发生器(5)和无功补偿电容(6)，所述无功补偿控制器(3)分别与静止无功发生器(4)、谐波抑制发生器(5)和无功补偿电容(6)电性连接；所述无功补偿控制器(3)，用以接收电压、电流信号，并发送控制信号给静止无功发生器(4)、谐波抑制发生器(5)和无功补偿电容(6)；所述静止无功发生器(4)，用以输出动态无功功率补偿信号至电网，以补偿负载运行中动态变化的无功功率；所述谐波抑制发生器(5)，用以接收控制信号并输出对应的谐波电流抑制分量；所述无功补偿电容(6)，用以补偿负载运行中稳定的无功功率。

【技术特征摘要】
1.一种动态无功补偿及谐波抑制装置，包括三相电源侧电压/电流测量单元(1)和无功补偿主装置(2)，所述三相电源侧电压/电流测量单元(1)电性连接在电网中，并与所述无功补偿主装置(2)电性连接，其特征在于，所述无功补偿主装置(2)包括无功补偿控制器(3)、静止无功发生器(4)、谐波抑制发生器(5)和无功补偿电容(6)，所述无功补偿控制器(3)分别与静止无功发生器(4)、谐波抑制发生器(5)和无功补偿电容(6)电性连接；所述无功补偿控制器(3)，用以接收电压、电流信号，并发送控制信号给静止无功发生器(4)、谐波抑制发生器(5)和无功补偿电容(6)；所述静止无功发生器(4)，用以输出动态无功功率补偿信号至电网，以补偿负载运行中动态变化的无功功率；所述谐波抑制发生器(5)，用以接收控制信号并输出对应的谐波电流抑制分量；所述无功补偿电容(6)，用以补偿负载运行中稳定的无功功率。2.根据权利要求1所述的一种动态无功补偿及谐波抑制装置，其特征在于：所述三相电源侧电压/电流...

【专利技术属性】
技术研发人员：迟诚，白玉庆，赵仁德，刘德才，李成斌，周海滨，
申请(专利权)人：国网山东省电力公司聊城供电公司，中国石油大学华东，
类型：新型
国别省市：山东,37