一种光伏电站用静止无功发生器制造技术

一种光伏电站用静止无功发生器，它包括两级变压器、综合控制器和多个低压静止无功发生单元，光伏电站高压母线电压依次经第一级变压器和第二级变压器降压后变成低电压，所述综合控制器通过电压互感器和电流互感器采集两级变压器一次侧的电压和电流信号，多个低压静止无功发生单元串接电抗器后并接在第二级变压器的低压母线上，它们的控制信号输入端接综合控制器的不同输出端。本实用新型专利技术采用并联结构，不存在传统链式SVG的串联均压问题，降低了补偿装置的制造难度，而且后续建设扩容非常方便；同传统静止无功发生器相比，本实用新型专利技术结构紧凑，安装方便，特别适合光伏电站等需要小容量补偿的应用场合。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

一种光伏电站用静止无功发生器
本技术涉及一种用于对电网无功进行补偿的装置，属输配电

技术介绍
静止无功发生器(STATC0M)，又称动态无功补偿装置，是电网中的常用设备，其作用是抑制电压波动，改善功率因数，吸收电网谐波。传统的静止无功发生器工作电压较高， 电路拓扑结构为级联逆变桥，例如6KV无功补偿装置每相由8个逆变单元级联而成，IOKV无功补偿装置每相由12个逆变单元级联而成，三相电路星型连接。这种静止无功发生器存在以下缺点I、工作电压较高，设备的体积和占地面积较大，安装不方便，可靠性较差。2、每相由多个逆变单元串联连接而成，需要解决各逆变单元之间的动态均压问题，制造难度较大，建设 周期长。3、补偿容量较大，不适于光伏电站等需要补偿容量较小的场所。4、链式结构的补偿装置不便于扩容，给后续建设带来了困难。
技术实现思路
本技术的目的在于克服现有技术的不足、提供一种结构紧凑、易于制造、扩容方便的适于光伏电站用静止无功发生器。本技术所称问题是以下述技术方案实现的一种光伏电站用静止无功发生器，它包括两级变压器、综合控制器和多个低压静止无功发生单元，光伏电站高压母线电压依次经第一级变压器和第二级变压器降压后变成低电压，所述综合控制器通过电压互感器和电流互感器采集两级变压器一次侧的电压和电流信号，多个低压静止无功发生单元串接电抗器后并接在第二级变压器的低压母线上，它们的控制信号输入端接综合控制器的不同输出端。上述光伏电站用静止无功发生器，每个低压静止无功发生单元包括三相逆变桥、 逆变模块驱动与控制单元和三个IGBT触发板，所述三相逆变桥的直流输入端设置有直流支撑电容，三个交流输出端分别经三个电抗器与第二级变压器低压母线的三个相线连接； 所述逆变模块驱动与控制单元的输入端接综合控制器的输出端，三个IGBT触发板的输入端接逆变模块驱动与控制单元的不同输出端，输出端分别控制三相逆变桥的三个桥臂上的 IGBT。上述光伏电站用静止无功发生器，所述第二级变压器的低压母线电压为690V。本技术采用并联结构，不存在传统链式SVG的串联均压问题，降低了补偿装置的制造难度，而且后续建设扩容非常方便；同传统静止无功发生器相比，该装置的各无功发生单元工作电压低，补偿容量较小，因此结构更加紧凑，安装十分方便，特别适合光伏电站等需要小容量补偿的应用场合。此外，本技术还具有环境适应能力强的特点，能较好地适应光伏电站的恶劣环境。以下结合附图对本技术作进一步详述。附图说明图I是本技术的电原理图；图2是低压静止无功发生单元的电原理图；图3是本技术的综合控制逻辑；图4是综合控制器内部算法逻辑图。图中各标号为U1、综合控制器；U2、逆变模块驱动与控制单元；U3、U4、U5、IGBT 触发板；τ 、Τ2、变压器；ΡΤ1、ΡΤ2、电压互感器；CT1、CT2、电流互感器；ΚΜ0 KMn、断路器； LI Ln、模块电抗器；LU、LV、LW、模块内各相电抗器；KQ、三相逆变桥，C、直流支撑电容； Ml Mn、低压静止无功发生单元。具体实施方式本技术的特点I、本技术的工作电压为690V，工作电压较低，使模块更加紧凑，减少了设备的体积和占地面积，为安装和建设提供了方便，系统采用并联结构，因此不存在链式STATC0M 的串联均压问题，系统运行更加稳定可靠。2、本技术采用模块化结构，安装方便，建设周期短，每个模块的补偿容量为 ±0. 5Mvar，采用多个模块并联的方法进行扩容，因此扩容方便，为后续的建设提供方便，如图I所示。3、本技术采用的是并联扩容的结构，采用神经网络和PID比例、积分、微分的控制算法相结合的先进的控制算法，可以完美的解决多个模块之间的协调控制问题，实现多个模块平稳、高效运行。4、本技术环境适应能力强，专门针对光伏电站的高阳光辐射、高风沙的恶劣环境而设计，设备的整体防护等级可以达到IP54，并针对光伏电站的小容量补偿设计，采用三相逆变电路为核心单元，相对于基于级联控制的链式SVG性价比高。本技术的控制策略I、光伏电站用静止无功发生器自动检测电网功率因数、电压、电流等参数，并将这些参数送至新型综合控制器Ul进行处理。2、综合控制器Ul对输入的信号和设定值进行比较，得出偏差、偏差增量，结合控制器的PID控制方法，对信号进行比例、积分、微分调整，得出逆变器控制信号。3、逆变模块采用以大功率电力电子器件IGBT为核心的逆变电路，可以根据综合控制器Ul发出的控制信号吸收或者发出无功功率，达到快速补偿电网无功的目的，该装置补偿效果好，响应速度快，补偿后的功率因数可达O. 95以上，响应速度在5ms以下。4、本技术可以很方便地设置检测报警体系，将对设备本身的各器件的运行状态进行检测，发现异常情况时及时报警，并自动停止运行，防止异常情况造成更大的损失。本技术的主要功率元件为绝缘栅双极晶体管(IGBT)，IGBT为全控型半导体器件，通过在栅极施加控制信号来控制IGBT的通断，控制方法灵活，开关频率高，并且功率密度大，单管耐压高。静止无功发生器和电网的连接采用连接变压器的方式进行连4接，变压器的变比可根据电网的电压来进行选择，通常的变比有220KV/690V、110KV/690V、 35KV/690V等，变压器的容量根据具体的无功补偿容量进行选取。静止无功发生器采用正弦脉宽调制的SPWM逆变电路控制方法，用此控制方法来控制逆变器的输出电压Ihr ,虽然本技术是根据维持逆变器的输出电压来进行核心设计，并且采用正弦脉宽调制的SPWM控制方法进行控制，但是为了使装置有更好的控制性能，需要维持逆变电路直流侧的电压恒定，因此该静止无功发生器的控制核心为逆变器的输出电压和直流侧的直流支撑电压Udc ,静止无功发生器为双输入双输出的综合多变量系统。本静止无功发生器的核心为三相电压源型逆变器，设静止无功发生器的输出电压为，电网的系统电压为巧，连接电抗为尤，因此静止无功发生器的吸收的电流为权利要求1.一种光伏电站用静止无功发生器，它包括两级变压器、综合控制器(UI)和多个低压静止无功发生单元，光伏电站高压母线电压依次经第一级变压器(Tl)和第二级变压器 (T2)降压后变成低电压，所述综合控制器(Ul)通过电压互感器和电流互感器采集两级变压器一次侧的电压和电流信号，多个低压静止无功发生单元串接电抗器后并接在第二级变压器(T2)的低压母线上，它们的控制信号输入端接综合控制器(Ul)的不同输出端。2.根据权利要求I所述光伏电站用静止无功发生器，其特征是，每个低压静止无功发生单元包括三相逆变桥(KQ)、逆变模块驱动与控制单元(U2)和三个IGBT触发板，所述三相逆变桥(KQ)的直流输入端设置有直流支撑电容(C)，三个交流输出端分别经三个电抗器与第二级变压器(T2)低压母线的三个相线连接；所述逆变模块驱动与控制单元(U2)的输入端接综合控制器(Ul)的输出端，三个IGBT触发板的输入端接逆变模块驱动与控制单元 (U2)的不同输出端，输出端分别控制三相逆变桥(KQ)的三个桥臂上的IGBT。3.根据权利要求I或2所述光伏电站用静止无功发生器，其特征是，所述第二级变压器 (T2)的低压母线电压为690V。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光伏电站用静止无功发生器，它包括两级变压器、综合控制器(U1)和多个低压静止无功发生单元，光伏电站高压母线电压依次经第一级变压器(T1)和第二级变压器(T2)降压后变成低电压，所述综合控制器(U1)通过电压互感器和电流互感器采集两级变压器一次侧的电压和电流信号，多个低压静止无功发生单元串接电抗器后并接在第二级变压器(T2)的低压母线上，它们的控制信号输入端接综合控制器(U1)的不同输出端。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王聪利，梁海涛，崔明星，梁春峰，
申请(专利权)人：保定市尤耐特电气有限公司，
类型：实用新型
国别省市：