一种同相静止无功功率控制器及其控制方法技术

本发明专利技术涉及一种同相静止无功功率控制器及其控制方法。该同相静止无功功率控制器包含一个控制保护模块和3个无功补偿模块，该无功补偿模块包含一个副边由三个绕组构成的同相可调变压器、一个电力电子双向开关装置、一个电抗器和一个电容器，该电力电子双向开关装置与该控制保护模块相连，该同相可调变压器副边绕组通过该电力电子双向开关装置与该电抗器及该电容器依次相连。该方法的步骤包括采集电网电压及电流信号，获得无功容量，查询开关状态表，控制同相可调变压器副边绕组正向投入、反正投入或不投入，从而改变电容器的端电压，输出无功容量。本发明专利技术具有无功连续调节、运行可靠、损耗小、响应时间快、占地小、投资少等特点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于电力电子
，特别涉及。
技术介绍
当前，随着经济的发展，电力用户对电能质量的要求越来越高。电压偏差是电能质量的一个重要方面。目前覆盖广、数量大的配电网系统存在供电半径大，结构不合理等现状，造成电压偏差问题比较突出。电压调整的常用手段是采用有载调压变压器和开关投切电容器组。但有载调压变压器和开关投切电容器组均存在不能随负荷的波动而频繁动作的缺点。同时采用真空型断路器投切电容器组，真空断路器在切除容性负荷时存在重燃的可能性；当使用真空断路器切除电容器组时，断路器一旦发生重燃，将由于过电压，造成断路器或电容器组的损坏。在电网中曾出现过多次由于真空断路器重燃，导致设备损坏的恶性事故。防止真空断路器重燃造成的设备事故发生具有现实意义。由于负荷的快速增长，变压器重载甚至过负荷现象日益突出，由于负荷的快速变化，母线电压波动频繁，为了保证电压稳定并满足电压曲线控制要求，投切电容器组次数及组数都比较多，电容器组缺陷率较高。现有的静止无功补偿器能快速、频繁地解决电压波动问题，但存在占地大、投资大的问题，不能在现有的变电站特别是在城市变电站大量推广使用，而另一种快速、频繁地解决电压波动问题的晶闸管投切电容器装置，存在无功调节平滑度差、投资较大的问题。因此，随着用户对电压合格率的要求越来越高，在现有设备下通过提高管理水平来进一步提高电压合格率水平的潜力有限，需要采用占地小、投资少、易于大量推广的新技术、新装备来提高电压运行水平。
技术实现思路
(一)技术问题本专利技术要解决的技术问题是提供一种运行可靠、损耗小、占地小、投资少、易于推广的快速平滑调节的动态无功补偿装置。( 二 )技术方案本专利技术公开了一种同相静止无功功率控制器，该控制器包含一个控制保护模块和 3个无功补偿模块，该控制保护模块分别与该3个无功补偿模块相连，其中该无功补偿模块包含一个副边由三个绕组构成的同相可调变压器、一个电力电子双向开关装置、一个电抗器和一个电容器，该电力电子双向开关装置与该控制保护模块相连，该同相可调变压器副边绕组通过该电力电子双向开关装置与该电抗器及该电容器依次相连，该同相可调变压器副边三个绕组的额定电压比的范围是1 3 4至1 3 9，该控制保护模块，用于采集电网电压及电流信号，获得电网所需的无功量，并向该电力电子双向开关装置发送开关状态信号，该电力电子双向开关装置，用于根据接收到的该开关状态信号，控制该同相可调变压器的副边三个绕组正向电压投入、反向电压投入或不投入，从而改变电容器的端电压， 输出该无功量。进一步，该电力电子双向开关装置由3个晶闸管单元构成，该3个晶闸管单元与该电抗器和该电容器串接于三相线中两条相线间，每个该晶闸管单元分别与该同相可调变压器副边的一个绕组及该控制保护模块相连。进一步，该电力电子双向开关装置还包括3个旁路开关装置，每个该晶闸管单元与一个该旁路开关装置并联，该旁路开关装置用于在该晶闸管单元发生故障时，旁路该晶闸管单元。进一步，该晶闸管单元包含循环相连的4对正反并联的晶闸管，该4对正反并联的晶闸管通过桥接的方式与该同相可调变压器副边的一个绕组相连，并且该4对正反并联的晶闸管与其它2个该晶闸管单元、该电抗器和该电容器串联于三相线中的两相线间，每一个该晶间管的触发极均与该控制保护模块相连。进一步，该同相可调变压器副边三个绕组间的额定电压比为1 3 9。本专利技术还公开了一种同相静止无功功率控制方法，该方法包括如下步骤步骤1，通过控制保护模块，采集电网电压及电流信号，获得电网所需的无功量；步骤2，通过该控制保护模块，查询开关状态表，获得该无功量对应的开关状态信息，并将该开关状态信息发送至电力电子双向开关装置；步骤3，该电力电子双向开关装置被正向导通、反向导通或截止，控制同相可调变压器的副边三个绕组正向电压投入、反向电压投入或不投入，从而改变电容器的端电压，输出该无功量。(三)有益效果本专利技术具有无冲击、无燃弧、无过电压、运行可靠、损耗小、响应时间快、占地小、投资相对较少、可以与调度自动化系统实时通讯等特点，不但可以快速频繁的调节无功，而且对无功的调节接近于连续变化，是一种很好解决母线电压波动、保证电压稳定、满足用户对电压曲线控制要求的装置，其对改善电能质量(电压波动)有重要的意义和实用价值，具有直接的经济效益和广泛的社会效益，因此，可以广泛应用于智能电网，适合大量在建设统一的坚强智能电网中推广应用。附图说明图1为根据本专利技术的同相静止无功功率控制器的结构示意图。图2为本专利技术的第一个电力电子双向开关装置的电路结构图。图3为本专利技术的第二个电力电子双向开关装置的电路结构图。图4为本专利技术的第三个电力电子双向开关装置的电路结构图。图5为本专利技术的同相静止无功功率控制方法的流程图。具体实施例方式本专利技术的同相静止无功功率控制器及其控制方法，结合附图和实施例详细说明如下。参照图1，本专利技术公开的一种同相静止无功功率控制器101包含一个控制保护模块102和3个无功补偿模块103、103' ,103"，控制保护模块102分别与3个无功补偿模块103、103' ,103"相连，并且无功补偿模块103还与A相线和B相线相连，无功补偿模块103'还与B相线和C相线相连，无功补偿模块103"还与A相线和C相线相连，无功补偿模块103包含一个同相可调变压器104、一个电力电子双向开关装置107、一个电抗器108以及一个电容器109，同相可调变压器104原边包含一个绕组106，而其副边由三个绕组105-1、105-2和105-3构成，同相可调变压器104的原边绕组106与A相线和B相线相连，同相可调变压器104的副边绕组105-1、105-2和105-3分别与电力电子双向开关装置107相连，电力电子双向开关装置107与电抗器108及电容器109串联后跨接于A相线和B相线间，同理，无功补偿模块103'包含一个同相可调变压器104'、一个电力电子双向开关装置107'、一个电抗器108'和一个电容器109'，同相可调变压器104'原边包含一个绕组106'，而其副边由三个绕组105' -1,105' -2和105' _3构成，同相可调变压器104'的原边绕组106'与B相线和C相线相连，同相可调变压器104'的副边绕组 105' -1,105' -2和105' _3分别与电力电子双向开关装置107‘相连，电力电子双向开关装置107'与电抗器108'及电容器109'串联以后跨接于B相线和C相线之间，无功补偿模块103"包含一个同相可调变压器104"、一个电力电子双向开关装置107"、一个电抗器108"和一个电容器109"，同相可调变压器104"原边包含一个绕组106"，而其副边由三个绕组105" -1、105" -2和105" -3构成，同相可调变压器104"的原边绕组106〃 与A相线和C相线相连，同相可调变压器104"的副边绕组105" _1、105〃 -2和105〃 -3 分别与电力电子双向开关装置107"相连，电力电子双向开关装置107"与电抗器108"及电容器109〃串联后跨接于A相线和C相线间。同相可调变压器副边三个绕组的额定电压比的范围是1 3 4至1 3 9，特别是副边三个绕组额定电压比为1 3 9时有益效果最好本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种同相静止无功功率控制器，其特征在于，所述控制器包含一个控制保护模块和３个无功补偿模块，所述控制保护模块分别与所述３个无功补偿模块相连，其中所述无功补偿模块包含一个副边由三个绕组构成的同相可调变压器、一个电力电子双向开关装置、一个电抗器和一个电容器，所述电力电子双向开关装置与所述控制保护模块相连，所述同相可调变压器副边绕组通过所述电力电子双向开关装置与所述电抗器及所述电容器依次相连，所述同相可调变压器副边三个绕组的额定电压比的范围是１∶３∶４至１∶３∶９，所述控制保护模块，用于采集电网电压及电流信号，获得电网所需的无功量，并向所述电力电子双向开关装置发送开关状态信号，所述电力电子双向开关装置，用于根据接收到的所述开关状态信号，控制所述同相可调变压器的副边三个绕组正向电压投入、反向电压投入或不投入，从而改变电容器的端电压，输出所述无功量。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张皎，齐泽锋，刘鹏，
申请(专利权)人：北京博电新能电力科技有限公司，
类型：发明
国别省市：11