一種用于線(xiàn)電壓補(bǔ)償?shù)膕vg投切方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及一種用于線(xiàn)電壓補(bǔ)償?shù)腟VG投切方法，該方法在投切時(shí)，采用無(wú)沖擊軟啟動(dòng)的方式，能降低對(duì)電網(wǎng)的沖擊，此外通過(guò)該方法，可以即時(shí)檢測(cè)負(fù)荷的無(wú)功及電壓的波動(dòng)情況，進(jìn)行自適應(yīng)地投切，維持配電網(wǎng)的電壓穩(wěn)定。
【專(zhuān)利說(shuō)明】—種用于線(xiàn)電壓補(bǔ)償?shù)腟VG投切方法
所屬【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉一種用于線(xiàn)電壓補(bǔ)償?shù)腟VG投切方法。

【背景技術(shù)】
[0002]我國(guó)目前城鄉(xiāng)1kV配電網(wǎng)系統(tǒng)，存在著供電半徑大、季節(jié)性負(fù)荷變動(dòng)大、線(xiàn)路無(wú)功損耗大、功率因數(shù)低、無(wú)功功率不能就地平衡等問(wèn)題，特別是由于工業(yè)生產(chǎn)中大量的非線(xiàn)性、沖擊性和波動(dòng)性負(fù)荷的存在給電網(wǎng)帶來(lái)了日益嚴(yán)重的電能質(zhì)量問(wèn)題，嚴(yán)重的影響了電網(wǎng)的電壓穩(wěn)定，威脅電力系統(tǒng)和用戶(hù)設(shè)備的正常運(yùn)行。解決這些問(wèn)題，對(duì)于節(jié)能降損、提高配電網(wǎng)供電質(zhì)量和供電企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益等方面，將取得明顯的實(shí)際效果。
[0003]為補(bǔ)償無(wú)功，保持配電網(wǎng)的線(xiàn)電壓穩(wěn)定，無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)一直以來(lái)都是電氣工程領(lǐng)域內(nèi)的研究熱點(diǎn)，與SVC動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償器相比，靜止無(wú)功發(fā)生器具有補(bǔ)償時(shí)間快、可連續(xù)補(bǔ)償、不易產(chǎn)生諧振、可以補(bǔ)償一定次的諧波等優(yōu)點(diǎn)。因此，低壓SVG是目前解決上述用戶(hù)端電能質(zhì)量問(wèn)題的一種較佳途徑。
[0004]SVG現(xiàn)有技術(shù)投切判斷策略，按控制物理量分為功率因數(shù)控制方式、電壓控制方式、無(wú)功電流控制方式、無(wú)功功率控制方式和復(fù)合控制方式。所述復(fù)合控制方式又包括電壓和無(wú)功功率復(fù)合控制方式，無(wú)功功率和功率因數(shù)復(fù)合控制方式，以及電壓和功率因數(shù)復(fù)合控制方式。
[0005]配電網(wǎng)中的SVG基本上都是采用全控型器件(如IGBT)和PWM控制。在低壓SVG的啟動(dòng)過(guò)程中，由于逆變側(cè)和網(wǎng)側(cè)之間連接電抗器的電感值較小，直流側(cè)有較大電容，如果不加控制直接啟動(dòng)SVG則會(huì)產(chǎn)生很大的啟動(dòng)沖擊電流，該啟動(dòng)沖擊電流所引起的電氣和機(jī)械沖擊將會(huì)導(dǎo)致啟動(dòng)失敗，甚至?xí){到設(shè)備安全。軟啟動(dòng)是抑制啟動(dòng)過(guò)程中的電流沖擊和直流側(cè)電壓過(guò)充等不利因素，保證SVG能夠安全平穩(wěn)的啟動(dòng)并順利投入工作的關(guān)鍵技術(shù)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供一種用于線(xiàn)電壓補(bǔ)償?shù)腟VG投切方法，該方法在投切時(shí)，采用無(wú)沖擊軟啟動(dòng)的方式，能降低對(duì)電網(wǎng)的沖擊，此外通過(guò)該方法，可以即時(shí)檢測(cè)負(fù)荷的無(wú)功及電壓的波動(dòng)情況，進(jìn)行自適應(yīng)地投切，維持配電網(wǎng)的電壓穩(wěn)定。
[0007]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種用于線(xiàn)電壓補(bǔ)償?shù)腟VG投切方法，該SVG包括:
[0008]第一電壓采樣模塊，用于實(shí)時(shí)采集配電網(wǎng)的供電線(xiàn)路的多點(diǎn)的電壓信息；
[0009]第一電流采樣模塊，用于實(shí)時(shí)采集配電網(wǎng)的供電線(xiàn)路的多點(diǎn)的電壓信息；
[0010]電容器組，用于為配電網(wǎng)提供容性無(wú)功；
[0011]主接觸器，同于將SVG與配電線(xiàn)可關(guān)斷的連接；
[0012]軟啟動(dòng)t吳塊，用于輔助實(shí)現(xiàn)SVG的軟啟動(dòng)，所述軟啟動(dòng)|吳塊包括:軟啟動(dòng)電阻和軟啟動(dòng)接觸器，所述的軟啟動(dòng)電阻兩端并聯(lián)連接所述軟啟動(dòng)接觸器，該軟啟動(dòng)接觸器用于在軟啟動(dòng)過(guò)程結(jié)束之后將軟啟動(dòng)電阻芳路；
[0013]三相橋式逆變電路，一端和上述電容器組連接，另一端連接軟啟動(dòng)模塊；
[0014]所述軟啟動(dòng)模塊一端和三相橋式逆變電路相連，另一端和祝接觸器相連；
[0015]逆變電路控制器，用于控制三相橋式逆變電路的電子開(kāi)關(guān)的關(guān)斷，從而控制無(wú)功的補(bǔ)償量；
[0016]中控模塊，用于控制該SVG各個(gè)部件的協(xié)同工作；
[0017]該方法包括如下步驟:
[0018](I)中控模塊判斷配電線(xiàn)的電壓值和頻率值是否正常；
[0019](2)待配電線(xiàn)電壓值和頻率值正常時(shí)，閉合主接觸器，將SVG系統(tǒng)與電網(wǎng)連接，進(jìn)入預(yù)充電階段；
[0020](3)所述預(yù)充電階段結(jié)束后，中控模塊對(duì)采集的配電線(xiàn)三相電壓信號(hào)進(jìn)行dq坐標(biāo)變換和鎖相，獲得配電線(xiàn)的電壓頻率和相位信息；
[0021](4)中控模塊利用獲得的電網(wǎng)電壓頻率和相位信息，通過(guò)運(yùn)算產(chǎn)生與電網(wǎng)電壓同步的正弦PWM波信號(hào)，通過(guò)逆變器電路控制器輸出至三相逆變橋；
[0022](5)采用開(kāi)環(huán)控制方式逐步降低所述正弦PWM波的調(diào)制比，直至電容器組的直流側(cè)電壓達(dá)到額定電壓值，停止輸出正弦PWM波并閉合軟啟動(dòng)接觸器，切除軟啟動(dòng)電阻，低壓SVG的無(wú)沖擊軟啟動(dòng)過(guò)程結(jié)束，進(jìn)入后續(xù)運(yùn)行階段。
[0023]更進(jìn)一步地，步驟(2)所述的預(yù)充電過(guò)程，電網(wǎng)通過(guò)IGCT三相逆變橋中的反并聯(lián)二極管構(gòu)成三相不控整流電路對(duì)直流側(cè)電容器充電，第二電壓采樣模塊和第二電流采樣?！缞A，檢測(cè)電容器組的電壓和充電電流值，待直流側(cè)電容器電壓值穩(wěn)定且充電電流為零時(shí)，預(yù)充電階段結(jié)束。
[0024]優(yōu)選的，所述中控模塊包括:運(yùn)算單元、邏輯分析單元、反饋單元及人機(jī)交互單元，該方法在步驟(5)后還包括如下步驟:
[0025](6)第一電壓米樣模塊和第一電流米樣模塊實(shí)時(shí)收集配電線(xiàn)的監(jiān)測(cè)點(diǎn)的電壓和電流信息，并將采集到的數(shù)據(jù)傳輸?shù)街锌啬K的運(yùn)算單元；
[0026](7)運(yùn)算單元將收到的電壓電流信息進(jìn)行存儲(chǔ)，并將存儲(chǔ)的信息定時(shí)進(jìn)行分析運(yùn)算，形成平均功率因數(shù)數(shù)據(jù)；
[0027](8)邏輯分析單元將上述平均功率因數(shù)進(jìn)行邏輯分析，并根據(jù)分析結(jié)果結(jié)果分別啟動(dòng)不同的無(wú)功補(bǔ)償策略進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償；
[0028](9)反饋單元將無(wú)功補(bǔ)償后的平均功率因數(shù)與步驟(3)中邏輯分析單元得到的無(wú)功補(bǔ)償前的平均功率因數(shù)進(jìn)行比較分析，修正邏輯分析模塊的對(duì)SVG的控制策略；
[0029](10)人機(jī)交互單元將步驟(3)與步驟(4)中邏輯分析單元做出的分類(lèi)結(jié)果和對(duì)SVG的控制策略進(jìn)行顯示，如果監(jiān)控人員發(fā)現(xiàn)控制策略出現(xiàn)錯(cuò)誤，通過(guò)人機(jī)交互模塊手動(dòng)修正對(duì)無(wú)功補(bǔ)償器的控制策略。
[0030]本發(fā)明提供的投切方法具有如下優(yōu)點(diǎn):可以基于實(shí)時(shí)獲取的配電線(xiàn)的多個(gè)節(jié)點(diǎn)的電壓電流信息，采用軟啟動(dòng)模式使得SVG啟動(dòng)時(shí)，降低SVG對(duì)電網(wǎng)的沖擊，在啟動(dòng)后，能夠?qū)崟r(shí)調(diào)整補(bǔ)償策略，使得配電線(xiàn)的電壓保持穩(wěn)定。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0031]圖1示出了本發(fā)明的一種SVG的線(xiàn)電壓補(bǔ)償系統(tǒng)的框圖；
[0032]圖2示出了圖1中系統(tǒng)中的中控模塊的具體組成；
[0033]圖3示出了本發(fā)明投切方法的流程圖。

【具體實(shí)施方式】
[0034]圖1是示出了根據(jù)本發(fā)明的框圖，為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種用于線(xiàn)電壓補(bǔ)償?shù)腟VG投切方法，該系統(tǒng)包括中控模塊6、軟啟動(dòng)模塊5、主接觸器12、三相橋式逆變電路4、逆變電路控制器7、電容器組3、第一電壓采樣模塊8、第一電流采樣模塊9、第二電流采集模塊10和第二電壓采集模塊11。
[0035]第一電壓采樣模塊9，用于實(shí)時(shí)采集配電網(wǎng)的供電線(xiàn)路的多點(diǎn)的電壓信息，比如采集多個(gè)負(fù)載1-η連接處的電壓信息，并將這些電壓信息進(jìn)行平均處理。第一電流采樣模塊10，用于實(shí)時(shí)采集配電網(wǎng)的供電線(xiàn)路的多點(diǎn)的電壓信息，采集多個(gè)負(fù)載1-η連接處的電流信息，并將這些電流信息進(jìn)行平均處理。這些電壓電流信息可包括但不限于:電壓幅值、頻率、電流幅值、電壓和電流相位差。
[0036]電容器組3，用于為配電網(wǎng)提供容性無(wú)功，可由多個(gè)直流電容串聯(lián)組成。
[0037]主接觸器12，同于將SVG系統(tǒng)與配電線(xiàn)I可關(guān)斷的連接。
[0038]軟啟動(dòng)模塊5，用于輔助實(shí)現(xiàn)SVG系統(tǒng)的軟啟動(dòng)。所述軟啟動(dòng)模塊一端和三相橋式逆變電路相連，另一端和祝接觸器相連。所述軟啟動(dòng)模塊包括:軟啟動(dòng)電阻51和軟啟動(dòng)接觸器52，所述的軟啟動(dòng)電阻51兩端并聯(lián)連接所述軟啟動(dòng)接觸器52，該軟啟動(dòng)接觸器52用于在軟啟動(dòng)過(guò)程結(jié)束之后將軟啟動(dòng)電阻51旁路。
[0039]三相橋式逆變電路4，一端和電容器組3連接，另一端連接軟啟動(dòng)模塊5，該三相橋式逆變電路優(yōu)選由IGCT期間組成。
[0040]逆變電路控制器7，用于控制三相橋式逆變電路的電子開(kāi)關(guān)的關(guān)斷，從而控制無(wú)功的補(bǔ)償量，該控制器7可采用本領(lǐng)域同樣的IGCT控制器。
[0041]第二電壓采集模塊10和第二電流采集模塊11，采集電容器組3的電壓和電流信肩、O
[0042]中控模塊6,用于控制該SVG系統(tǒng)各個(gè)部件的協(xié)同工作,該中控模塊6包括:
[0043]運(yùn)算單元61，用于將來(lái)自第一電壓采集模塊8和第一電流采集模塊9收到電壓電流信息進(jìn)行存儲(chǔ)，并將存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)定時(shí)進(jìn)行分析運(yùn)算，形成平均功率因數(shù)數(shù)據(jù)。
[0044]邏輯分析單元62，將上述平均功率因數(shù)進(jìn)行邏輯分析，并根據(jù)分析的結(jié)果分別啟動(dòng)不同的SVG無(wú)功補(bǔ)償補(bǔ)償控制策略，進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償。
[0045]反饋單元63，將無(wú)功補(bǔ)償后的平均功率因數(shù)與邏輯分析模塊62做出的無(wú)功補(bǔ)償前的平均功率因數(shù)進(jìn)行比較，修正邏輯分析單元62的對(duì)無(wú)功補(bǔ)償器的控制策略。
[0046]所述中控模塊還包括人機(jī)交互單元64，用于將邏輯分析單元62做出的SVG的控制策略進(jìn)行顯示，如果監(jiān)控人員發(fā)現(xiàn)控制策略出現(xiàn)錯(cuò)誤，通過(guò)人機(jī)交互模塊手動(dòng)修正對(duì)SVG的控制策略。
[0047]參見(jiàn)圖3，采用上述SVG系統(tǒng)投切的具體步驟如下:
[0048]優(yōu)選的，在上述步驟SI之前，還包括一個(gè)SVG軟啟動(dòng)過(guò)程，具體步驟如下:
[0049]S1.中控模塊6判斷配電線(xiàn)I的電壓值和頻率值是否正常；
[0050]S2.待配電線(xiàn)電壓值和頻率值正常時(shí)，閉合主接觸器12，將SVG系統(tǒng)與電網(wǎng)連接，進(jìn)入預(yù)充電階段；
[0051]S3.所述預(yù)充電階段結(jié)束后，中控模塊6對(duì)采集的配電線(xiàn)I三相電壓信號(hào)進(jìn)行dq坐標(biāo)變換和鎖相，獲得配電線(xiàn)的電壓頻率和相位信息；
[0052]S4.中控模塊6利用獲得的電網(wǎng)電壓頻率和相位信息，通過(guò)運(yùn)算產(chǎn)生與電網(wǎng)電壓同步的正弦PWM波信號(hào)，通過(guò)逆變器電路控制器輸出至三相逆變橋；
[0053]S5.采用開(kāi)環(huán)控制方式逐步降低所述正弦PWM波的調(diào)制比，直至電容器組3的直流側(cè)電壓達(dá)到額定電壓值，停止輸出正弦PWM波并閉合軟啟動(dòng)接觸器52，切除軟啟動(dòng)電阻51，低壓SVG的無(wú)沖擊軟啟動(dòng)過(guò)程結(jié)束，進(jìn)入后續(xù)運(yùn)行階段；
[0054]S6.第一電壓米樣模塊8和第一電流米樣模塊9實(shí)時(shí)收集配電線(xiàn)I的監(jiān)測(cè)點(diǎn)的電壓和電流信息，并將采集到的數(shù)據(jù)傳輸?shù)街锌啬K6的運(yùn)算單元61 ；
[0055]S7.運(yùn)算單元61將收到的電壓電流信息進(jìn)行存儲(chǔ)，并將存儲(chǔ)的信息定時(shí)進(jìn)行分析運(yùn)算，形成平均功率因數(shù)數(shù)據(jù)；
[0056]S8.邏輯分析單元62將上述平均功率因數(shù)進(jìn)行邏輯分析，并根據(jù)分析結(jié)果結(jié)果分別啟動(dòng)不同的無(wú)功補(bǔ)償策略進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償；
[0057]S9.反饋單元將無(wú)功補(bǔ)償后的平均功率因數(shù)與步驟(3)中邏輯分析單元得到的無(wú)功補(bǔ)償前的平均功率因數(shù)進(jìn)行比較分析，修正邏輯分析模塊的對(duì)SVG的控制策略；
[0058]S10.人機(jī)交互單元將步驟(3)與步驟(4)中邏輯分析單元做出的分類(lèi)結(jié)果和對(duì)SVG的控制策略進(jìn)行顯示，如果監(jiān)控人員發(fā)現(xiàn)控制策略出現(xiàn)錯(cuò)誤，通過(guò)人機(jī)交互模塊手動(dòng)修正對(duì)無(wú)功補(bǔ)償器的控制策略。
[0059]更進(jìn)一步地，步驟S2所述的預(yù)充電過(guò)程，電網(wǎng)通過(guò)IGCT三相逆變橋中的反并聯(lián)二極管構(gòu)成三相不控整流電路對(duì)直流側(cè)電容器充電，第二電壓采樣模塊11和第二電流采樣模塊12，檢測(cè)電容器組3的電壓和充電電流值，待直流側(cè)電容器電壓值穩(wěn)定且充電電流為零時(shí)，預(yù)充電階段結(jié)束。
[0060]以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明所作的進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，不能認(rèn)定本發(fā)明的具體實(shí)施只局限于這些說(shuō)明。對(duì)于本發(fā)明所屬【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，做出若干等同替代或明顯變型，而且性能或用途相同，都應(yīng)當(dāng)視為屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種用于線(xiàn)電壓補(bǔ)償?shù)腟VG投切方法，該SVG包括: 第一電壓采樣模塊，用于實(shí)時(shí)采集配電網(wǎng)的供電線(xiàn)路的多點(diǎn)的電壓信息； 第一電流采樣模塊，用于實(shí)時(shí)采集配電網(wǎng)的供電線(xiàn)路的多點(diǎn)的電壓信息； 電容器組，用于為配電網(wǎng)提供容性無(wú)功； 主接觸器，同于將SVG與配電線(xiàn)可關(guān)斷的連接； 軟啟動(dòng)模塊，用于輔助實(shí)現(xiàn)SVG的軟啟動(dòng),所述軟啟動(dòng)模塊包括:軟啟動(dòng)電阻和軟啟動(dòng)接觸器，所述的軟啟動(dòng)電阻兩端并聯(lián)連接所述軟啟動(dòng)接觸器，該軟啟動(dòng)接觸器用于在軟啟動(dòng)過(guò)程結(jié)束之后將軟啟動(dòng)電阻芳路； 三相橋式逆變電路，一端和上述電容器組連接，另一端連接軟啟動(dòng)模塊； 所述軟啟動(dòng)模塊一端和三相橋式逆變電路相連，另一端和祝接觸器相連； 逆變電路控制器，用于控制三相橋式逆變電路的電子開(kāi)關(guān)的關(guān)斷，從而控制無(wú)功的補(bǔ)償量; 中控模塊，用于控制該SVG各個(gè)部件的協(xié)同工作； 該方法包括如下步驟: (1)中控模塊判斷配電線(xiàn)的電壓值和頻率值是否正常； (2)待配電線(xiàn)電壓值和頻率值正常時(shí)，閉合主接觸器，將SVG系統(tǒng)與電網(wǎng)連接，進(jìn)入預(yù)充電階段； (3)所述預(yù)充電階段結(jié)束后，中控模塊對(duì)采集的配電線(xiàn)三相電壓信號(hào)進(jìn)行dq坐標(biāo)變換和鎖相，獲得配電線(xiàn)的電壓頻率和相位信息； (4)中控模塊利用獲得的電網(wǎng)電壓頻率和相位信息，通過(guò)運(yùn)算產(chǎn)生與電網(wǎng)電壓同步的正弦PWM波信號(hào)，通過(guò)逆變器電路控制器輸出至三相逆變橋； (5)采用開(kāi)環(huán)控制方式逐步降低所述正弦PWM波的調(diào)制比，直至電容器組的直流側(cè)電壓達(dá)到額定電壓值，停止輸出正弦PWM波并閉合軟啟動(dòng)接觸器，切除軟啟動(dòng)電阻，低壓SVG的無(wú)沖擊軟啟動(dòng)過(guò)程結(jié)束，進(jìn)入后續(xù)運(yùn)行階段。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟(2)所述的預(yù)充電過(guò)程，電網(wǎng)通過(guò)IGCT三相逆變橋中的反并聯(lián)二極管構(gòu)成三相不控整流電路對(duì)直流側(cè)電容器充電，第二電壓采樣模塊和第二電流采樣模塊，檢測(cè)電容器組的電壓和充電電流值，待直流側(cè)電容器電壓值穩(wěn)定且充電電流為零時(shí)，預(yù)充電階段結(jié)束。
3.如權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述中控模塊包括:運(yùn)算單元、邏輯分析單元、反饋單元及人機(jī)交互單元,該方法在步驟(5)后還包括如下步驟: (6)第一電壓采樣模塊和第一電流采樣模塊實(shí)時(shí)收集配電線(xiàn)的監(jiān)測(cè)點(diǎn)的電壓和電流信息，并將采集到的數(shù)據(jù)傳輸?shù)街锌啬K的運(yùn)算單元； (7)運(yùn)算單元將收到的電壓電流信息進(jìn)行存儲(chǔ)，并將存儲(chǔ)的信息定時(shí)進(jìn)行分析運(yùn)算，形成平均功率因數(shù)數(shù)據(jù)； (8)邏輯分析單元將上述平均功率因數(shù)進(jìn)行邏輯分析，并根據(jù)分析結(jié)果結(jié)果分別啟動(dòng)不同的無(wú)功補(bǔ)償策略進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償； (9)反饋單元將無(wú)功補(bǔ)償后的平均功率因數(shù)與步驟(3)中邏輯分析單元得到的無(wú)功補(bǔ)償前的平均功率因數(shù)進(jìn)行比較分析，修正邏輯分析模塊的對(duì)SVG的控制策略； (10)人機(jī)交互單元將步驟(3)與步驟(4)中邏輯分析單元做出的分類(lèi)結(jié)果和對(duì)SVG的控制策略進(jìn)行顯示，如果監(jiān)控人員發(fā)現(xiàn)控制策略出現(xiàn)錯(cuò)誤，通過(guò)人機(jī)交互模塊手動(dòng)修正對(duì)無(wú)功補(bǔ)償器的控制策略。
【文檔編號(hào)】H02J3/16GK104242317SQ201410418799
【公開(kāi)日】2014年12月24日 申請(qǐng)日期:2014年8月22日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月22日
【發(fā)明者】曾茂良, 謝俊和, 羅建 申請(qǐng)人:成都邁碩電氣有限公司