一种低冲击电流的高压SVG兼融冰装置的启动方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种低冲击电流的高压SVG兼融冰装置的启动方法。其特征在于包括三个阶段：1）不控整流阶段，2）带启动电阻的主动恒功率充电阶段，3）旁路软启电阻后主动充电阶段。本发明专利技术在不改变原有的硬件设备情况下，充分利用了软启动开关柜的启动电阻限流功能，降低了高压SVG兼融冰装置的启动电流冲击，减少启动时间，提高了电网的稳定性。

Starting method of a high voltage SVG and ice melting device with low impact current

The invention relates to a starting method of a high voltage SVG and ice melting device with low impact current. Its characteristics include three stages: 1) uncontrolled rectifier stage, 2) active constant power charging stage with starting resistance, 3) active charging stage after bypass soft start resistance. The invention makes full use of the starting resistance current limiting function of the soft start switch cabinet without changing the original hardware equipment, reduces the starting current impact of the high voltage SVG and ice melting device, reduces the starting time and improves the stability of the power grid.

【技术实现步骤摘要】
一种低冲击电流的高压SVG兼融冰装置的启动方法
本专利技术涉及交流输配电网络的电路装置领域，具体涉及一种低冲击电流的高压SVG兼融冰装置的启动方法。
技术介绍
SVG兼融冰装置可以在正常运行状态下补偿线路的无功损耗，提高线路电压的同时，在系统故障情况下进行及时的无功调节，提高输电系统稳定性。维持用户端电压，加强设备电压稳定性。动态补偿系统无功功率，提高功率因数，降低线损，节能降耗。抑制电压波动和闪变。SVG兼融冰装置目前可以在6/10/35kV母线上直挂电网，广泛应用于变电站、风电场、太阳能发电厂以及矿场等多种应用场所。目前高压SVG兼融冰通用的启动方法由两个阶段组成：1）不控整流阶段，2）旁路软启电阻后主动充电阶段。1、不控整流阶段：合上进线断路器开关，电流通过启动柜的启动电阻限流后，对高压SVG兼融冰装置的各个功率模块单元的直流电容进行充电，在该过程中所有IGBT的驱动信号均被闭锁，所有的全桥功率模块均成为二极管全桥整流电路，该电路的直流负载为直流电容，每相由N个这样的全桥整流电路级联而成；由于每个全桥整流电路的直流侧电容的容值均相等，每个全桥整流电路的直流电压也基本相等，其理论上限值为：线电压峰值/（2N），N为每相级联的功率模块数，当电压达到或接近该值后（或该过程时间超过10-20秒后）结束不控整流过程，由于没有本专利技术二阶段的存在，不控整流充电时间较长。2、旁路软启电阻后主动充电阶段：合上软启动开关，旁路启动电阻，调制触发启动所有IGBT，对所有功率模块单元的直流电容进行充电，直至功率单元的直流电容的电压达到设定值。上述方法主要存在以下缺陷：上述启动过程中，不控整流阶段每个模块所能充电达到的最大电压值（1.414×电网线电压/（2N）），此时，功率模块单元组所能输出的最高电压为0.866倍电网电压，与电网电压仍有{（1-0.866）×电网电压}的差距，无法避免，脉冲启动瞬间在电网系统上产生一个较大的冲击电流，对电网本身及电网上的设备造成不利影响。比如10kV系统，电抗器阻值为4mH，软启开关合上的瞬间，由于压差的存在，瞬间冲击电流能够达到1000A，会导致开关保护动作。
技术实现思路
针对现有技术存在的问题，本专利技术的目的在于提供一种低冲击电流的高压SVG兼融冰装置的启动方法的技术方案。所述的一种低冲击电流的高压SVG兼融冰装置的启动方法，其特征在于包括三个阶段：1）不控整流阶段，2）带启动电阻的主动恒功率充电阶段，3）旁路软启电阻后主动充电阶段。所述的一种低冲击电流的高压SVG兼融冰装置的启动方法，其特征在于：在高压SVG兼融冰装置通电后，经过不控整流充电阶段后，调制功率模块单元组的输出与电网电压同相位且幅值低于电网电压的参考电压，对高压SVG兼融冰装置的功率模块单元的直流电容进行主动恒功率充电，当功率模块单元的直流电容的电压值升至大于[1.414×电网线电压/1.732]/串联功率单元模块数后，调制功率模块单元组的输出与电网电压同相位同幅值的参考电压，使压差为0，此时合上软启动开关，旁路启动电阻，逐步调节功率模块单元的电压直至额定工作电压，完成高压SVG兼融冰装置的启动。所述的一种低冲击电流的高压SVG兼融冰装置的启动方法，其特征在于所述不控整流阶段的充电时间为40-60S，功率模块单元组的直流电容的电压充电至380V以上。所述的一种低冲击电流的高压SVG兼融冰装置的启动方法，其特征在于：不控整流阶段充电后，启动电阻在没被旁路的情况下，调制输出参考电压，调制输出参考电压设为：和电网电压采样PLL锁相的电压同相位,幅值4-6kV低于电网电压的输出电压值，保持恒定,发脉冲给所有的IGBT,使功率模块单元组的输出与电网电压保持恒定的电压差，进行主动恒功率充电。所述的一种低冲击电流的高压SVG兼融冰装置的启动方法，其特征在于所述带启动电阻的主动恒功率充电阶段的充电时间为60-90S，启动电阻阻值为500kΩ。所述的一种低冲击电流的高压SVG兼融冰装置的启动方法，其特征在于：合上软启动开关，1ms内由启动参数切换到正常运行控制参数。所述的一种低冲击电流的高压SVG兼融冰装置的启动方法，其特征在于所述功率模块单元的额定工作电压为700-900V。本专利技术在不改变原有的硬件设备情况下，充分利用了软启动开关柜的启动电阻的限流功能，降低了高压SVG兼融冰装置的启动电流冲击，减少启动时间，避免由于启动瞬间大电流冲击引起的装置本身过流保护动作；同时也避免了对电网系统的冲击，降低启动瞬间的电压波动，从而有效减少由于高压SVG兼融冰装置的启动引起的电网其他在线设备的保护跳闸等工作异常，提高了系统的稳定性。比如10kV系统，电抗器阻值为4mH，软启开关合上的瞬间，由于压差接近于0，瞬间冲击电流能够控制在20A以下，不会对装置造成冲击。附图说明图1为本专利技术的启动流程示意图；图2为主动恒功率充电阶段的控制流程图。具体实施方式以下结合说明书附图对本专利技术作进一步说明。本专利技术的启动方法，目的是将高压SVG兼融冰装置的功率模块单元的电容电压稳定地上升到额定值，并确保在这个过程中不出现过电压、过电流等问题。本专利技术的高压SVG兼融冰装置为常规装置，由软启动开关柜、功率模块单元组、电抗器和控制单元构成。软启动开关柜主要由软启动开关、启动电阻并联组成；需要说明的是，本专利技术启动电阻的功率应该能够满足主动恒功率充电的要求，此为本专利技术的创新点之一。功率模块单元组：由N个功率模块单元串联组成，分为ABC三相；功率模块单元包括IGBT、功率模块控制板和直流电容，正常工作时，功率模块单元组经过电抗器滤波，通过软启动开关柜与电网连接在一起。控制单元，通过控制功率模块单元组的输出电压与电网电压幅值及相位的差值，调节高压SVG兼融冰装置的无功功率和有功功率的输出。如果电网电压幅值高于输出电压，装置发出感性无功功率。如果装置输出电压幅值高于电网电压，装置发出容性无功功率。如果装置输出电压幅值和电网电压相等，这时装置既不发出容性无功功率也不吸收感性无功功率，即此时的电网侧无功为零，为负载理想的工作状态。因此，通过调节装置输出电压的幅值，可以实时的快速吸收或者发出电网所需要的无功功率，从而实现快速动态调节无功功率的目的。整个启动过程由3个阶段组成：1）不控整流阶段，2）带启动电阻的主动恒功率充电阶段，3）旁路软启电阻后主动充电阶段。1、不控整流阶段：在该过程中所有IGBT/MOSFET的驱动信号均被闭锁，所有的全桥功率模块均成为二极管全桥整流电路，该电路的直流负载为直流电容，每相由14个这样的全桥整流电路级联而成。合上主接触器（主开关）电网通过启动电阻向这些全桥整流电路充电，启动电阻的功能是限制充电电流。由于每个全桥整流电路的直流侧电容的容值均相等，每个全桥整流电路的直流电压也基本相等，其理论上限值为：线电压峰值/（2N），N为每相级联的功率模块数。由于本专利技术第二阶段的存在（即带启动电阻的主动恒功率充电阶段），当电压达到该值95%以上后，结束不控整流过程，比传统做法减少不控整流充电时间。2、带启动电阻的主动恒功率充电阶段：在启动电阻没有被旁路情况下，开始主动控制整流过程如下：1）将调制输出的参考电压设为：a)和电网电压同相位；b)输出电压保持恒定；2）发脉冲本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种低冲击电流的高压SVG兼融冰装置的启动方法，其特征在于包括三个阶段：1）不控整流阶段，2）带启动电阻的主动恒功率充电阶段，3）旁路软启电阻后主动充电阶段。

【技术特征摘要】
1.一种低冲击电流的高压SVG兼融冰装置的启动方法，其特征在于包括三个阶段：1）不控整流阶段，2）带启动电阻的主动恒功率充电阶段，3）旁路软启电阻后主动充电阶段。2.如权利要求1所述的一种低冲击电流的高压SVG兼融冰装置的启动方法，其特征在于：在高压SVG兼融冰装置通电后，经过不控整流充电阶段后，调制功率模块单元组的输出与电网电压同相位且幅值低于电网电压的参考电压，对高压SVG兼融冰装置的功率模块单元的直流电容进行主动恒功率充电，当功率模块单元的直流电容的电压值升至大于[1.414×电网线电压/1.732]/串联功率单元模块数后，调制功率模块单元组的输出与电网电压同相位同幅值的参考电压，使压差为0，此时合上软启动开关，旁路启动电阻，逐步调节功率模块单元的电压直至额定工作电压，完成高压SVG兼融冰装置的启动。3.如权利要求2所述的一种低冲击电流的高压SVG兼融冰装置的启动方法，其特征在于所述不控整流阶段的充电时间为40-60S，...

【专利技术属性】
技术研发人员：张星海，吴驰，邓元实，宋暾昉，梁一桥，饶崇林，毕仁明，
申请(专利权)人：国网四川省电力公司电力科学研究院，浙江桂容谐平科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：四川,51