一种动态无功补偿并联运行系统及控制方法技术方案

申请提出一种动态无功补偿并联运行系统及控制方法，属于电能质量治理技术领域，所述系统包括：至少两个变压器回路，各个变压器回路之间均采用并联连接；所述方法包括：根据所述当前变压器回路的母线进线开关柜电流信号、当前变压器回路的母联开关柜电流信号、当前变压器回路的母线电压信号以及后一变压器回路中的母联开关柜电流信号，计算等效公共连接点的无功功率或者功率因数；根据所述等效公共连接点的无功功率或者功率因数，得到无功功率目标值。本申请不需通过通信的方式来协同控制，具有延时小、响应速度快、稳定性好的优点。稳定性好的优点。稳定性好的优点。

【技术实现步骤摘要】
一种动态无功补偿并联运行系统及控制方法


[0001]本申请属于电能质量治理
，具体涉及一种动态无功补偿并联运行系统及控制方法。

技术介绍

[0002]在配电网中，由于负载和线路都会产生一定的无功功率，会造成一定的线路损耗、引起电压波动、不平衡等电能质量问题，因此通常会选择安装一定容量的动态无功补偿装置如SVG或者SVC来补偿电网中的无功，改善电能质量。
[0003]SVC(Static Var Compenstor，静止无功补偿器)是一种基于晶闸管串联控制技术的动态无功补偿装置，损耗小、速度快、控制灵活，是比较成熟、实用的技术。SVG(Static Var Generator，静止无功发生器)，又称STATCOM(Static Synchronous Compensator，静止同步补偿器)，是一种基于全控型半导体器件(如IGBT/IGCT)控制技术的动态无功补偿装置，SVG具有如下优越的性能：响应速度快、稳定电网电压、降低系统损耗、增加传输能力、提高瞬变电压极限、降低谐波和减少占地面积，目前已广泛的应用于各行各业。相对于传统的FC(Fixed Capacitor，固定电容器)静止型无功补偿装置，SVC/SVG装置能够连续动态的调节装置的输出无功，通过快速动态响应技术实时改善功率因数、提升电网电压的稳定性、改善用电安全；因此对于具有大功率冲击性负载的工矿企业具有重要的意义。
[0004]在部分能耗大的工矿企业中，为方便以后扩容改造，变电所内一般安装有两台以上主变压器，整个企业的负荷由两段以上的母线进行供电。如果企业随着效益的提升需要增加产能，使得负载功率会相应增加，需要在相应的母线增加负载供电支路，这时相应母线的总负荷有可能超出变压器容量。此时需要将两段或者多段母线并联在一起供电，以保证供电的稳定性。在多段母线并联供电的情况下，动态无功补偿装置需要多机并联运行，以协同补偿多段母线的无功功率。
[0005]在实现多台SVG/SVC装置并联运行的设计中主要包括以下两方面内容：一是SVG/SVC装置多机并联的方式，二是并联SVG/SVC装置的无功分配方法。目前实现SVC/SVG装置并联的方案中，主要是采用通信的方式将多台SVG/SVC装置连接起来，通信的方式主要为485总线通信、CAN总线、以太网通信、光纤通信以及WIFI无线通信等，无功分配方法则通常都是由主机计算所需补偿的无功功率，然后通过一定的分配算法计算每台SVG/SVC所需输出的无功指令，经通信的方式传送到每台SVG/SVC装置控制执行。
[0006]现有技术中，在实现动态无功补偿装置SVG/SVC并联运行的多种方法中存在的问题如下：
[0007]a)部分方法未考虑多台动态无功补偿装置并联运行时信息传递的快速响应问题，如采用485总线组网或CAN总线组网，这种组网方式存在时延较大、动态响应较差的问题。
[0008]b)部分方法未考虑多台动态无功补偿装置并联运行时信息传递过程的抗干扰问题。如采用wifi组网通信抗干扰性差，容易导致多台设备运行不稳定。
[0009]c)部分方法未考虑多台动态无功补偿装置并联运行时的补偿的准确性、稳定性及
引起母线无功震荡问题。如某些现有技术中，母线CT(Current Transformer，电流互感器)信号接入所有SVG，采用一阶惯性比例控制的方法进行的电流跟踪闭环，存在参数整定难、补偿误差大、容易引起多台SVG之间无功振荡的问题。
[0010]d)大部分方法都需要通过通信组网的方式来协同控制，部分方法在多台并联的情况下还需要增加硬件设备用于组建专门的通信网络，增加了系统的复杂度。
[0011]e)大部分方法都是设定所有动态无功补偿装置运行在一段母线上，不涉及多台装置运行在多台变压器、多段母线同时并联的供电系统上。
[0012]f)大部分方法都未考虑不同厂家的装置在同一段母线或者不同段母线上并联运行的控制方法。
[0013]g)大部分方法都要确定主机和从机后才能协同控制，这样容易导致主机故障后，所有动态无功补偿装置都不能正常运行，需要重新确定主机后才能恢复正常。

技术实现思路

[0014]基于以上技术问题，本申请提出一种动态无功补偿并联运行系统及控制方法。
[0015]第一方面，本申请提出一种动态无功补偿并联运行系统，包括至少两个变压器回路，所述变压器回路包括：至少一台变压器、动态无功补偿装置、电压互感器、两个电流互感器、母线；
[0016]各个变压器回路之间均采用并联连接，当前变压器回路分别与前一变压器回路、后一变压器回路通过母线并联连接；
[0017]所述当前变压器回路内各部件连接关系如下：当前变压器输入端与电网相连接，当前变压器输出端与当前母线的第一端相连接，当前母线的第二端与当前电压互感器的输入端相连接，当前母线的第三端与当前动态无功补偿装置的输出端相连接，在当前变压器的输出端与当前母线的第一端之间安装当前第一电流互感器，在当前母线的第五端与前一变压器回路中的母线的第六端之间安装当前第二电流互感器。
[0018]所述当前变压器回路分别与前一变压器回路、后一变压器回路通过母线并联连接，包括：当前母线的第五端与前一变压器回路中的母线的第六端相连接，当前母线的第六端与后一变压器回路中的母线的第五端相连接，当前变压器回路不存在前一变压器回路或后一变压器回路时，当前母线的第五端或当前母线的第六端悬空。
[0019]所述当前第一电流互感器，用于获取当前变压器回路的母线进线开关柜电流信号；
[0020]所述当前第二电流互感器，用于获取当前变压器回路的母联开关柜电流信号；
[0021]所述当前电压互感器用于测量当前变压器回路的母线电压信号。
[0022]所述当前动态无功补偿装置，包括：动态无功补偿装置主电路、模拟量采集单元、主控单元；
[0023]所述模拟量采集单元的输出端与所述主控单元的输入端相连接，所述主控单元的输出端与动态无功补偿装置主电路的控制端相连接，所述动态无功补偿装置主电路的输出端与当前母线的第三端相连接，所述模拟量采集单元的输入端分别与所述当前第一电流互感器的信号输出端、当前第二电流互感器的信号输出端、当前电压互感器的信号输出端、后一变压器回路的第二电流互感器的信号输出端相连接；
[0024]所述模拟量采集单元用于通过所述第一电流互感器采集当前变压器回路的母线进线开关柜电流信号，通过所述第二电流互感器采集当前变压器回路的母联开关柜电流信号，通过当前电压互感器采集当前变压器回路的母线电压信号以及通过后一变压器回路的第二电流互感器采集后一变压器回路中的母联开关柜电流信号；
[0025]所述主控单元用于根据所述当前变压器回路的母线进线开关柜电流信号、当前变压器回路的母联开关柜电流信号、当前变压器回路的母线电压信号以及后一变压器回路中的母联开关柜电流信号，计算得到无功功率目标值，将所述无功功率目标值输出到动态无功补偿装置主电路；
[0026]所述动态无功本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种动态无功补偿并联运行系统，其特征在于，包括至少两个变压器回路，所述变压器回路包括：至少一台变压器、动态无功补偿装置、电压互感器、两个电流互感器、母线；各个变压器回路之间均采用并联连接，当前变压器回路分别与前一变压器回路、后一变压器回路通过母线并联连接；所述当前变压器回路内各部件连接关系如下：当前变压器输入端与电网相连接，当前变压器输出端与当前母线的第一端相连接，当前母线的第二端与当前电压互感器的输入端相连接，当前母线的第三端与当前动态无功补偿装置的输出端相连接，在当前变压器的输出端与当前母线的第一端之间安装当前第一电流互感器，在当前母线的第五端与前一变压器回路中的母线的第六端之间安装当前第二电流互感器。2.如权利要求1所述的动态无功补偿并联运行系统，其特征在于，所述当前变压器回路分别与前一变压器回路、后一变压器回路通过母线并联连接，包括：当前母线的第五端与前一变压器回路中的母线的第六端相连接，当前母线的第六端与后一变压器回路中的母线的第五端相连接，当前变压器回路不存在前一变压器回路或后一变压器回路时，当前母线的第五端或当前母线的第六端悬空。3.如权利要求1所述的动态无功补偿并联运行系统，其特征在于，所述当前第一电流互感器，用于获取当前变压器回路的母线进线开关柜电流信号；所述当前第二电流互感器，用于获取当前变压器回路的母联开关柜电流信号；所述当前电压互感器用于测量当前变压器回路的母线电压信号。4.如权利要求1所述的动态无功补偿并联运行系统，其特征在于，所述当前动态无功补偿装置，包括：模拟量采集单元、主控单元、动态无功补偿装置主电路；所述模拟量采集单元的输出端与所述主控单元的输入端相连接，所述主控单元的输出端与动态无功补偿装置主电路的控制端相连接，所述动态无功补偿装置主电路的输出端与当前母线的第三端相连接，所述模拟量采集单元的输入端分别与所述当前第一电流互感器的信号输出端、当前第二电流互感器的信号输出端、当前电压互感器的信号输出端、后一变压器回路的第二电流互感器的信号输出端相连接；所述模拟量采集单元用于通过所述第一电流互感器采集当前变压器回路的母线进线开关柜电流信号，通过所述第二电流互感器采集当前变压器回路的母联开关柜电流信号，通过当前电压互感器采集当前变压器回路的母线电压信号以及通过后一变压器回路的第二电流互感器采集后一变压器回路中的母联开关柜电流信号；所述主控单元用于根据所述当前变压器回路的母线进线开关柜电流信号、当前变压器回路的母联开关柜电流信号、当前变压器回路的母线电压信号以及后一变压器回路中的母联开关柜电流信号，计算得到无功功率目标值，将所述无功功率目标值输出到动态无功补偿装置主电路；所述动态无功补偿装置主电路用于按照收到的无功功率目标值输出相应的无功功率到当前母线上。5.如权利要求4所述的动态无功补偿并联运行系统，其特征在于，所述主控单元配置有：有功无功计算模块、等效公共连接点计算模块、调节器；所述有功无功计算模块用于根据所述当前变压器回路的母线进线开关柜电流信号、当前变压器回路的母联开关柜电流信号、当前变压器回路的母线电压信号以及后一变压器回
路中的母联开关柜电流信号，计算当前变压器回路的母线进线开关柜的有功功率和无功功率、当前变压器回路的母联开关柜的有功功率和无功功率、后一变压器回路中的母联开关柜的有功功率和无功功率；所述等效公共连接点计算模块用于根据当前变压器回路的母线进线开关柜的有功功率和无功功率、当前变压器回路的母联开关柜的有功功率和无功功率、后一变压器回路中的母联开关柜的有功功率和无功功率，计算等效公共连接点的无功功率或者功率因数；所述调节器用于根据所述等效公共连接点的无功功率或者功率因数，得到无功功率目标值。6.如权利要求5所述的动态无功补偿并联运行系统，其特征在于，所述等效公共连接点计算模块采用如下计算式计算等效公共连接点的无功功率：Q
busn_Fdb
＝Q
bus_n(n
‑
1)
+Q
bus_n
+Q
bus_n(n+1)
其中，Q
busn_Fdb
为等效公共连接点的无功功率，Q
bus_n(n
‑
1)
为当前变压器回路的母联开关柜的无功功率，Q
bus_n
为当前变压器回路的母线进线开关柜的无功功率，Q
bus_n(n+1)
...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐建宇，周志宇，徐万良，张少云，何成昭，曹洋，陈孟君，杨磊，龙礼兰，梁文超，吴明水，吕冠雄，张志敏，黄迪，
申请(专利权)人：株洲变流技术国家工程研究中心有限公司，
类型：发明
国别省市：