專利名稱：一種動態(tài)無功補償和有源濾波系統(tǒng)及其控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及無功補償系統(tǒng)，尤其是一種動態(tài)無功補償和有源濾波系統(tǒng)及其控制方法。
背景技術(shù)：
電能是社會經(jīng)濟發(fā)展的重要物質(zhì)保證，近年來電力用戶對電能質(zhì)量的要求越來越高，而用戶端大量非線性負荷的應(yīng)用也成為電網(wǎng)電能質(zhì)量惡化的重要因素，從小容量的家用電器到大容量的工業(yè)交直流變換裝置，都會引起電網(wǎng)電流、電壓波形畸變和功率因數(shù)下降，可以說用戶負荷正成為電網(wǎng)無功及諧波污染問題的主要來源。而電網(wǎng)無功及諧波污染會造成電網(wǎng)很大的設(shè)備和線路損耗，造成能源浪費，同時也會給電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行造成很大影響。目前變、配電系統(tǒng)的無功補償裝置絕大部分采用電容器組和電抗器組分組投切式無功補償，此種方式具有補償速度慢、沖擊大、補償精度差、欠補和過補嚴重、階梯式補償、 智能性差等缺點。而動態(tài)無功補償裝置如靜止無功補償器雖然可以克服以上缺點，但由于電力電子器件的成本和技術(shù)成熟度所限制，單臺容量較大的靜止無功補償器在設(shè)計、成本和功耗等方面都無法完全滿足應(yīng)用現(xiàn)場的實際需求。并且電網(wǎng)的諧波和無功經(jīng)常一起存在，需要同時治理，但諧波和無功含量處于不斷的變化中，傳統(tǒng)的做法是根據(jù)線路負載情況按最大值分別配置諧波和無功的治理容量，此種辦法造成了容量浪費，增加了工程成本。無功補償和諧波治理系統(tǒng)在變、配電系統(tǒng)中的使用量非常大，所以發(fā)明一種低成本、智能型、補償速度快、補償精度高、平滑補償?shù)男滦蜔o功補償及有源濾波系統(tǒng)具有很現(xiàn)實的意義。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，根據(jù)動態(tài)無功補償裝置、投切無功補償裝置、有源濾波裝置、無源濾波裝置各自的特點，以及現(xiàn)場的實際運行狀況，本發(fā)明旨在提供一種動態(tài)無功補償和有源濾波系統(tǒng)及其控制方法，兼具快速、平滑、大容量無功補償和諧波濾除功能，同時容量配置合理、靈活、裝置成本低、保護可靠性高、運行智能化，實現(xiàn)在效果、智能、成本、穩(wěn)定性上的最優(yōu)組合。根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供一種動態(tài)無功補償和有源濾波系統(tǒng)，所述的系統(tǒng)包括主控制器、若干無功補償裝置(所述無功補償裝置包括任一種或任多種動態(tài)無功補償裝置和投切無功補償裝置)、若干諧波濾除裝置(所述諧波濾除裝置包括任一種或任多種動態(tài)諧波濾除裝置和固定諧波濾除裝置)，主控制器為系統(tǒng)中最高控制單元，每個無功補償裝置和每個諧波濾除裝置的投入或切除，包括投入或切除的容量、時序、時刻都由主控制器下發(fā)指令完成。優(yōu)選地，根據(jù)現(xiàn)場的實際情況，根據(jù)本發(fā)明提供的系統(tǒng)可以選擇是否有或有多少無功補償裝置或諧波濾除裝置來滿足現(xiàn)場的實際需求，靈活的多種組合方式最大限度上滿足不同現(xiàn)場的不同需求，達到系統(tǒng)配置的最優(yōu)化。根據(jù)本發(fā)明的另一個方面是提供一種動態(tài)無功補償和有源濾波系統(tǒng)的控制方法， 步驟如下1)主控制器的第一檢測裝置檢測網(wǎng)側(cè)的瞬時電流和電壓，第一處理裝置使用瞬時功率計算法，計算瞬時無
權(quán)利要求
1.一種動態(tài)無功補償和有源濾波系統(tǒng)，其特征在于，包括如下裝置中的任一種或任多種裝置-若干無功補償裝置； -若干諧波濾除裝置，還包括主控制器，其通過控制總線連接所述無功補償裝置和/或諧波濾除裝置，用于根據(jù)電網(wǎng)參數(shù)控制所述無功補償裝置和/或諧波濾除裝置的運行。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述無功補償裝置包括如下裝置中的任一種或任多種裝置-動態(tài)無功補償裝置； -投切無功補償裝置。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述動態(tài)無功補償裝置包括靜止無功補償器，所述投切無功補償裝置包括接觸器或/和晶閘管投切電容器電抗器無功補償器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述諧波濾除裝置包括如下裝置中的任一種或任多種裝置-動態(tài)諧波濾除裝置； -固定諧波濾除裝置。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述動態(tài)諧波濾除裝置包括有源濾波器， 所述固定諧波濾除裝置包括無源濾波器。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述主控制器包括如下裝置第一檢測裝置，其用于檢測交流電網(wǎng)的瞬時電壓以及瞬時電流； 第一處理裝置，其用于根據(jù)所述瞬時電壓以及瞬時電流計算瞬時諧波信息以及瞬時無功信息；第二處理裝置，其用于根據(jù)所述瞬時諧波信息以及瞬時無功信息生成無功補償策略信息和/或諧波濾除策略信息；第一發(fā)送裝置，其用于向所述無功補償裝置發(fā)送無功補償指令，和/或向所述諧波濾除裝置發(fā)送諧波濾除指令。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述無功補償策略包括如下信息中的任一種或任多種信息-動態(tài)無功補償裝置的容量分配策略信息；-投切無功補償裝置的容量分配策略信息；-動態(tài)諧波濾除裝置的輔助無功補償容量分配策略信息；-動態(tài)無功補償裝置以及投切無功補償裝置的投入時序及時刻策略信息。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述諧波濾除策略信息包括如下信息中的任一種或任多種信息-動態(tài)諧波濾除裝置的容量分配策略信息； -固定諧波濾除裝置的容量分配策略信息。 -動態(tài)無功補償裝置的輔助諧波濾除容量分配策略信息； -動態(tài)諧波濾除裝置以及固定諧波濾除裝置的投入時序及時刻策略信息。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至8中任一項所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述主控制器包括如下裝置第二發(fā)送裝置，其用于根據(jù)所述電網(wǎng)參數(shù)向遠程主站發(fā)送上述電網(wǎng)信息、無功補償策略和諧波濾除策略；第一接收裝置，其用于接收來自所述遠程主站的主站控制信號； 第三處理裝置，其用于根據(jù)所述主站控制信號生成所述無功補償策略和/或諧波濾除策略。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至9中任一項所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述主控制器還包括如下裝置第二檢測裝置，其用于對檢測到發(fā)生故障的所述無功補償裝置和/或所述諧波濾除裝置進行隔離。
11.根據(jù)權(quán)利要求1至10中任一項所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包括輔助控制裝置，其用于當(dāng)所述主控制器發(fā)生故障時控制所述無功補償裝置和/或所述諧波濾除裝置的自主運行。
12.根據(jù)權(quán)利要求1至11中任一項所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述控制總線包括如下方式中的任一種方式-基于光纖的以太網(wǎng)TCP/IP通信；-基于光纖的串行通信；-基于通信電纜的以太網(wǎng)TCP/IP通信；-基于通信電纜的串行通信；-CAN總線通信；以及-IGBT、晶閘管、接觸器控制信號。
全文摘要
本發(fā)明提供一種動態(tài)無功補償和有源濾波系統(tǒng)，包括如下組成主控制器、動態(tài)無功補償裝置、投切無功補償裝置、動態(tài)諧波濾除裝置和固定諧波濾除裝置。還提供相應(yīng)的控制方法。本發(fā)明將各種并聯(lián)補償單元組合起來，使用高效、合理的投切策略協(xié)調(diào)各單元工作，最大限度滿足實際需求；本發(fā)明所述系統(tǒng)具有快速、平滑、大容量無功補償和諧波濾除功能，同時容量配置合理、靈活、裝置成本低、保護可靠性高、運行智能化，實現(xiàn)在效果、智能、成本、穩(wěn)定性上的最優(yōu)組合，因此本發(fā)明可以廣泛應(yīng)用于電網(wǎng)的無功補償及諧波濾除領(lǐng)域。
文檔編號H02J3/18GK102377185SQ20101025607
公開日2012年3月14日 申請日期2010年8月18日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月18日
發(fā)明者周玉姝 申請人:周玉姝