一种无功补偿装置及方法制造方法及图纸

本公开提供了一种无功补偿装置，包括：主电路，所述主电路为补偿电流的发生回路，包括依次连接的LCL单元和三电平变流模组；通过依次连接的LCL单元和三电平变流模组连接在电网上；通过实时调节输出电压的相位和幅值，可改变电路吸收或发出的无功电流，实现动态无功补偿；通过控制系统实时跟踪动态补偿，采用基于瞬时无功功率理论的谐波电流补偿技术实时检测谐波电流，通过瞬时电流跟踪控制，实现谐波电流动态补偿，自动跟踪负载谐波变化，具有高度可控性和快速响应性；优异的补偿特性，补偿性能不受系统阻抗影响，可消除与系统阻抗发生谐振的危险，也可以用来抑制供电系统中因谐波引起的系统谐振。引起的系统谐振。引起的系统谐振。

【技术实现步骤摘要】
一种无功补偿装置及方法


[0001]本公开为涉及配电网的用电安全领域，具体涉及一种无功补偿装置及方法。

技术介绍

[0002]近年来电力公司不断加大配网投资建设，全面推进配网精益化管理，提高配电网自动化/智能化水平，总体形成了结构坚强、运行方式灵活、供电能力和供电可靠性较高的特色配电网。但由于某些原因，配电网目前仍存在局部区域配变损耗高、负载过高或过轻的问题，同时还存在着低压台区无功相对不足、线损高等问题，具备进一步挖潜增效的空间。负载率对变压器效率的影响非常大。高效运行的变压器，必须选择合适的损耗比值。发达国家选购变压器时，常考虑变压器运行时的实际负载率，来决定它的损耗比。
[0003]专利技术人发现配电变压器存在的问题：
[0004]从统计数据中的配变类型看，高损耗S9及以下配电变压器，包含S7配电变压器仍有约几千台。从负载率看，部分配电变压器负载存在着一定的不均衡性，如市区等负荷密度较高区域存在着配变负载率较高的问题，部分甚至达到了80％以上，造成过载、过热问题，既增大了损耗也不利于运行安全。
[0005]目前10千伏配电网络及其线路广泛采用大树干、多分支的单向辐射型供电方式。这些线路的特点是：供电半径长，无功功率消耗多，功率因数低，线路损耗大，末端电压质量差。
[0006]根据统计数据，重载线路、低电压线路仍占有相当比例，通过电容器进行补偿，改善电能质量、降低损耗是必要的；无功补偿容量不足，目前各地区各地市县公司10千伏线路配置无功补偿装置相对不足，无功损耗大，电压合格率等相对较低。

技术实现思路

[0007]为了解决上述技术问题，本公开提供了一种无功补偿装置及方法。
[0008]第一方面，本公开提供了一种无功补偿装置，包括：主电路，所述主电路为补偿电流的发生回路，包括依次连接的LCL单元和三电平变流模组。
[0009]第二方面，本公开提供了一种无功补偿装置的使用方法，
[0010]通过依次连接的LCL单元和三电平变流模组连接在电网上；
[0011]通过实时调节输出电压的相位和幅值，可改变电路吸收或发出的无功电流，实现动态无功补偿。
[0012]与现有技术对比，本公开具备以下有益效果：
[0013]1、本公开采用依次连接的LCL单元和三电平变流模组，通过控制系统实时跟踪动态补偿，采用基于瞬时无功功率理论的谐波电流补偿技术实时检测谐波电流，通过瞬时电流跟踪控制，实现谐波电流动态补偿，自动跟踪负载谐波变化，具有高度可控性和快速响应性；优异的补偿特性，补偿性能不受系统阻抗影响，可消除与系统阻抗发生谐振的危险，也可以用来抑制供电系统中因谐波引起的系统谐振。
[0014]2、本公开采用三电平变流模组，具体灵活的补偿方式，一机多能，不仅能治理谐波，而且能补偿无功，提高功率因数。即可对单个谐波源独立补偿，也可对多个谐波源集中补偿。治理谐波时还可以实现对指定次谐波进行处理。
[0015]3、本公开的控制系统可以实现DSP智能监控，DSP高速检测和运算确保谐波检测和补偿精准有效：兼具智能监控功能，装置操作灵活，运行参数、工作状态一目了然，故障自动诊断：具备远程通讯接口，可通过PC机实时监控。提高功率因数，降低线损、克服三相不平衡、消除电压闪变和电压波动、抑制谐波污染。
[0016]4、本公开针对配电网存在的问题，综合考虑可靠性、经济性、可行性、运维等因素，本公开的成果应用主要体现在：将高损耗配变更换为非晶合金变压器或S13变压器，将负载率较高的配变更换为容量较大的配变；针对性改造公变台区，新增无功补偿装置，提高功率因数，提升电压质量，重点解决三相不平衡问题；10千伏配电线路，安装线路自动无功补偿装置，提升电能质量，降低线损。
附图说明
[0017]构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。
[0018]图1为本公开的无功补偿装置构成与控制示意图；
[0019]图2为本公开的无功补偿方式图；
[0020]图3为本公开的无功补偿装置主回路连接示意图；
[0021]图4为本公开的无功补偿装置与系统的连接示意图。
具体实施方式：
[0022]下面结合附图与实施例对本公开作进一步说明。
[0023]应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属
的普通技术人员通常理解的相同含义。
[0024]需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
[0025]实施例1
[0026]如图1所示，一种无功补偿装置，包括主电路和控制系统，所述主电路为补偿电流的发生回路，包括依次连接的LCL单元和三电平变流模组；所述控制系统包括计算板和控制板；计算板用于数据采集和处理，并将计算数据传输至控制板；控制板根据接收到的计算数据，产生有源与无源单元的控制信号，并将控制信号传输至主电路，对主电路的各个单元进行控制。
[0027]进一步的，所述主电路包括母线，以及接入母线的共补电容器、分补电容器、LCL单元和三电平变流模组。所述LCL单元一端连接熔断器后接入主电路的母线，另一端与三电平变流模组连接。所述共补电容器和分补电容器均通过连接接触器后接入母线。
[0028]所述LCL单元包括串联的第一电抗器L1和第二电抗器L2，在第一电抗器和第二电抗器之间的电路接入第一电容和第一电阻后接地。
[0029]所述三电平变流模组包括依次连接的IGBT模块、第一电解电容和第二电解电容；所述第一电解电容和第二电解电容之间的电路接地；IGBT模块的第一端与LCL单元的第二电容连接，IGBT模块的第二端与第一电解电容连接，IGBT模块的第三端与第二电解电容连接。
[0030]所述母线上还接入避雷器，避雷器的一端与母线连接另一端接地；
[0031]所述母线上还接入电流传感器；
[0032]所述母线通过断路器接入待补偿电路中。
[0033]所述共补电容器包括依次连接的构成三角形的三个薄膜电容器，其中两个薄膜电容器之间的电路与母线连接。
[0034]具体的，所述母线包括第一母线和第二母线，第一母线与第二母线通过熔断器连接，第一母线与共补电容器、分补电容器连接；第二母线与LCL单元、三电平变流模组、电流传感器和避雷器连接。
[0035]还包括辅助电路，所述辅助电路包括通讯电路，具有GPRS通信功能，可以远程对无功补偿装置信息的采集和控制，实现多级联调；具备多种外部通信接口，可以实现与台区等的通信；低压无功模块既可单台使用，也可通过本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种无功补偿装置，其特征在于，包括：主电路，所述主电路为补偿电流的发生回路，包括依次连接的LCL单元和三电平变流模组。2.如权利要求1所述的一种无功补偿装置，其特征在于，所述主电路包括母线，以及接入母线的共补电容器、分补电容器、LCL单元和三电平变流模组。3.如权利要求2所述的一种无功补偿装置，其特征在于，所述LCL单元一端连接熔断器后接入主电路的母线，另一端与三电平变流模组连接。4.如权利要求2所述的一种无功补偿装置，其特征在于，所述共补电容器和分补电容器均通过连接接触器后接入母线。5.如权利要求1所述的一种无功补偿装置，其特征在于，所述LCL单元包括串联的第一电抗器L1和第二电抗器L2，在第一电抗器和第二电抗器之间的电路接入第一电容和第一电阻后接地。6.如权利要求1所述的一种无功补偿装置，其特征在于，所述三电平变流模组包括依次连接的IGBT模块、第一电解电容和第二电解电容；所...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢辰璐，李超，王兴帅，王福军，王东阳，毛永强，鞠鹏，徐铖，边文浩，薛洁，
申请(专利权)人：国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：