一种储能SVG混合补偿装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种储能SVG混合补偿装置及方法，克服现有技术中单一的无功补偿装置存在局限性的问题，补偿装置包括：电源模块以及与电源模块连接的静止无功发生器，所述静止无功发生器还连接有系统电流互感器以及交流断路器，所述电流互感器分别与电网系统、交流断路器连接，所述交流断路器还连接有电容器组，所述交流断路器与电容器组之间还串联有装置电流互感器。不同无功补偿装置协同运行，既能实现SVG混合无功补偿，也能实现电压跌落补偿。也能实现电压跌落补偿。

【技术实现步骤摘要】
一种储能SVG混合补偿装置及方法


[0001]本专利技术涉及电力设备
，特别涉及了一种储能SVG混合补偿装置及方法。

技术介绍

[0002]随着科技水平的不断提升，供电电压长时间的偏高或偏低，以及电能供应中断等稳态电压质量问题已经得到缓解，而动态的电压质量问题逐渐得到大家的关注，例如动态电压暂降问题(通常为毫秒级)、电压突升、脉冲电压以及瞬时供电中断等问题。电压暂降指由于雷击、短路等原因影响，使得电力系统电压的幅值出现瞬时跌落(部分情况下出现跌停)以及电压相位发生瞬时跳变后又恢复正常的现象。
[0003]为应对电压骤降，动态电压恢复器(DVR)开始广泛应用，尤其是作为串联型电能质量补偿装置可以解决电网电压暂降。对于电网发生电压跌落或者无功功率快速变化时，可以有利于系统精准定位到质量问题产生的类型、影响程度以及原因分析，所以对电网电压暂降问题和无功功率快速检测是进行电能质量原因快速分析、高效控制和补偿的先决条件。不同的无功补偿装置在补偿性能、动态特性和生产成本等方面具有各自的优缺点。单一的无功补偿装置存在或多或少的局限性，例如TSC能够实现大容量的无功补偿但是它的补偿方式属于固定容量补偿，容易出现过补或欠补的情况；SVG能够实现动态连续的无功补偿，但是受到开关器件和成本的限制，很难做到大容量的无功补偿。
[0004]电压暂降问题因为频繁发生在供电系统中，同时对经济运营的影响较大，逐渐成为影响最严重的电能质量问题，甚至可能对电力系统的安全平稳运行产生致命影响。所以，寻求高效解决电压暂时跌落和快速动态补偿无功的方法，提高电能质量已经上升为确保社会经济平稳运行的重要问题。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是克服现有技术中单一的无功补偿装置存在局限性的问题，提供了一种储能SVG混合补偿装置及方法，不同无功补偿装置协同运行，既能实现SVG混合无功补偿，也能实现电压跌落补偿。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种储能SVG混合补偿装置，包括：电源模块以及与电源模块连接的静止无功发生器，所述静止无功发生器还连接有系统电流互感器以及交流断路器，所述电流互感器分别与电网系统、交流断路器连接，所述交流断路器还连接有电容器组，所述交流断路器与电容器组之间还串联有装置电流互感器。
[0007]电源模块为储能锂电池组，用于为装置提供电源，系统电流互感器用于采集电网系统总电流，装置电流互感器用于检测电容器组总电流。静止无功发生器根据采集的电流计算得到电网系统三相的有功、无功、三相不平衡等参数，并计算出调节三相不平衡的有功和无功功率，并根据计算结果输出电流，进行无功补偿。且所述静止无功发生器包括两路三相电流采样，一路检测配电系统总的三相电流，另一路检测电容器组的总电流。
[0008]工作时，当检测到电网系统中产生电压暂降或者需求无功功率的信号时，开启电
压和无功补偿动作，维持负载端的电压处于稳定状态，避免因电压暂降造成对敏感负荷正常运行的影响。具体的，静止无功发生器(SVG)输出有功补偿电压、无功电流，电容器组为TSC单元，负责协调控制电容投切，从而实现电压跌落补偿和无功动态精细补偿。在系统遭遇电压暂降问题时，本装置的工作模式迅速由混合补偿模式转换为电压补偿模式，此时通过计算得到正常电压与故障电压之间差值作为依据进行补偿，实现电网侧电压幅值和波形的快速归正。所以，本申请的装置既实现了SVG混合无功补偿，也实现了电压跌落补偿。
[0009]作为优选，所述电容器组包括单相晶闸管补偿电容器以及多相晶闸管补偿电容器，所述单相晶闸管补偿电容器以及多相晶闸管补偿电容器并联接入交流断路器下端三相铜排。
[0010]所述单相晶闸管补偿电容器组包括三个电容器，所述三个电容器之间为星形连接，每一个电容器上都连接有一个晶闸管开关，其中一个晶闸管开关与第二交流断路器连接。所述三相晶闸管补偿电容器组共有两组，每一组都包括三个电容器，所述三个电容器之间为三角形连接，三角形的一个角与第二交流断路器连接，另外两个角都连接有一个晶闸管开关。
[0011]作为优选，所述交流断路器包括第一交流断路器和第二交流断路器，所述第一交流断路器分别与静止无功发生器、系统电流互感器连接，所述第二交流断路器分别与第一交流断路器、装置电流互感器连接。
[0012]装置的电源输入端(电网系统)由第一交流断路器输入端和第二交流断路器输入端接入，电容器组接在第二交流断路器输出端三相电源铜排上。
[0013]作为优选，还包括直流避雷器与交流避雷器，所述直流避雷器连接在静止无功发生器与大地之间，所述交流避雷器连接在装置电流互感器与大地之间。
[0014]避雷器用于保护静止无功发生器与电容器组免受高瞬态过电压危害并限制续流时间也常限制续流幅值。
[0015]作为优选，还包括直流断路器，所述直流断路器分别与电源模块、静止无功发生器连接。用于保护静止无功发生器。
[0016]一种储能SVG混合补偿方法，包括以下步骤：S1：检测电网系统总电流；S2：判断电网系统是否出现电压骤降；S3：根据判断结果，进行无功补偿。
[0017]在电网系统遭遇电压暂降问题时，能够通过计算得到正常电压与故障电压之间差值作为依据进行补偿，实现电网侧电压幅值和波形的快速归正。
[0018]作为优选，所述步骤S2包括：S2.1：采集电网系统三相电压，将三相电压用dq坐标系表示，得到谐波分量；S2.2：对谐波分量进行低通滤波，得到直流分量；S2.3：利用直流分量计算电压暂降幅值以及相位跳变角α；S2.4：根据步骤2.3中的计算结果判断电网系统是否出现电压暂降，是否需要对电压进行补偿。
[0019]本申请采用基于瞬时无功功率的瞬时dq变换检测法，过程简单，在检测暂降幅值和相位跳变时具有较高的准确性和实时性。
[0020]作为优选，所述步骤S2.1中，将三相电压用dq坐标系表示，得到谐波分量的具体步骤为：a、b、c三相电压的正序基波分量转变成直流分量，二负序基波分量转变成负序2次谐波分量；三相电压的正序n次谐波分量转变成n
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1次谐波分量，而负序n次谐波分量转变成n+1次谐波分量。
[0021]通过低通滤波滤除谐波分量，即可获得相应的直流分量。当知道电压直流分量vd、vq，便能够快速计算出正序基波电压的幅值。
[0022]作为优选，所述步骤S2.2中，对谐波分量进行低通滤波的具体步骤为：S2.2.1：输入电网系统电压的锁相正弦和余弦信号，并根据误差信号利用LMS自适应算法得到正弦信号与余弦信号分别对应的权值系数；S2.2.2：将待检测电压值进行分类，其中基波成分记为期望信号，谐波总和记为干扰信号；S2.2.3：在误差反馈信号趋于稳态不变时，根据LMS算法，利用权值系数得到最佳权系数；S2.2.4：计算基波电压信号、谐波干扰信号以及输出信号。
[0023]系统能够准确实时获取电压暂降的幅值Usag及相位跳变角α的关键，就是能够迅速对电压谐波进行滤除并得到直流本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种储能SVG混合补偿装置，其特征在于，包括：电源模块以及与电源模块连接的静止无功发生器，所述静止无功发生器还连接有系统电流互感器以及交流断路器，所述电流互感器分别与电网系统、交流断路器连接，所述交流断路器还连接有电容器组，所述交流断路器与电容器组之间还串联有装置电流互感器。2.根据权利要求1所述的一种储能SVG混合补偿装置，其特征在于，所述电容器组包括单相晶闸管补偿电容器以及多相晶闸管补偿电容器，所述单相晶闸管补偿电容器以及多相晶闸管补偿电容器并联接入交流断路器下端三相铜排。3.根据权利要求1所述的一种储能SVG混合补偿装置，其特征在于，所述交流断路器包括第一交流断路器和第二交流断路器，所述第一交流断路器分别与静止无功发生器、系统电流互感器连接，所述第二交流断路器分别与第一交流断路器、装置电流互感器连接。4.根据权利要求3所述的一种储能SVG混合补偿装置，其特征在于，还包括直流避雷器与交流避雷器，所述直流避雷器连接在静止无功发生器与大地之间，所述交流避雷器连接在装置电流互感器与大地之间。5.根据权利要求1所述的一种储能SVG混合补偿装置，其特征在于，还包括直流断路器，所述直流断路器分别与电源模块、静止无功发生器连接。6.一种储能SVG混合补偿方法，应用于权利要求1
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5任意一项权利要求所述的一种储能SVG混合补偿装置，其特征在于，包括以下步骤：S1：检测电网系统总电流；S2：判断电网系统是否出现电压骤降；S3：根据判断结果，进行无功补偿。7.根据权利要求6所述的一种储能SVG混合补偿方法，其特征在于，所述步骤S2包括：S2.1：采集电网系统三相电压，将三相电压用dq坐标系表示，得到谐波分量；S2.2：对谐波分量进行低通滤波，得到直流分量；S2.3：利用直流分量计算电压...

【专利技术属性】
技术研发人员：李颖，陈龙，徐钰强，韩长志，周青睐，王海帆，周嘉诚，姚利忠，李天鲍，王哲萍，何嵩琦，陈云飞，祁建勋，何玎傲，张超，朱善令，
申请(专利权)人：国网浙江省电力有限公司桐乡市供电公司，
类型：发明
国别省市：