一種無(wú)功功率發(fā)生器裝置制造方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種無(wú)功功率發(fā)生器裝置，屬于電力電子【技術(shù)領(lǐng)域】。無(wú)功功率發(fā)生器裝置，包括：CT，平衡電阻以及STATCOM；CT和STATCOM分別并聯(lián)在電網(wǎng)中，CT的原邊繞組串聯(lián)于電網(wǎng)中，副邊繞組采用n條支路并聯(lián)的方式，2＜n＜20；各個(gè)支路均通過(guò)導(dǎo)線(xiàn)串聯(lián)平衡電阻后連接STATCOM；該裝置在單臺(tái)STATCOM設(shè)備出現(xiàn)故障退出電網(wǎng)時(shí)，其他設(shè)備仍可準(zhǔn)確補(bǔ)償系統(tǒng)無(wú)功功率；并且通過(guò)在CT與各臺(tái)STATCOM之間串聯(lián)平衡電阻，不僅能進(jìn)行信號(hào)之間的傳遞，而且能使各臺(tái)STATCOM分得的電流均等。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種無(wú)功功率發(fā)生器裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及電力電子【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種無(wú)功功率發(fā)生器裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]在電網(wǎng)中，電源供給負(fù)載的電功率有兩種:一種是有功功率，另一種是無(wú)功功率(reactive power) ?有功功率是保持用電設(shè)備正常運(yùn)行所需的電功率,也就是將電能轉(zhuǎn)換為其他形式的能量，如將電能轉(zhuǎn)成機(jī)械能、光能、熱能。無(wú)功功率是用于電路內(nèi)電場(chǎng)與磁場(chǎng)的交換，并用來(lái)在電氣設(shè)備中建立和維持磁場(chǎng)的電功率。它不對(duì)外作功，而是轉(zhuǎn)變?yōu)槠渌问降哪芰俊?br> [0003]從發(fā)電機(jī)和高壓輸電線(xiàn)供給的無(wú)功功率，遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿(mǎn)足不了負(fù)荷的需要，所以在電網(wǎng)中要設(shè)置一些無(wú)功補(bǔ)償裝置來(lái)補(bǔ)充無(wú)功功率，以保證用戶(hù)對(duì)無(wú)功功率的需要，這樣用電設(shè)備才能在額定電壓下工作。
[0004]無(wú)功功率發(fā)生器(StaticSynchronous Compensator,簡(jiǎn)稱(chēng) STATCOM,又稱(chēng) SVG)是一種并聯(lián)型無(wú)功補(bǔ)償?shù)腇ACTS裝置，它能夠發(fā)出或吸收無(wú)功功率，并且其輸出可以變化以控制電力系統(tǒng)中的特定參數(shù)；STATCOM并聯(lián)于電網(wǎng)中，相當(dāng)于一個(gè)可控的無(wú)功電流源，其無(wú)功電流可以快速地跟隨負(fù)荷無(wú)功電流的變化而變化，自動(dòng)補(bǔ)償電網(wǎng)系統(tǒng)所需無(wú)功功率，對(duì)電網(wǎng)無(wú)功功率實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償。
[0005]現(xiàn)有技術(shù)中，電流互感器CT和STATCOM直接并聯(lián)在電網(wǎng)系統(tǒng)中，電網(wǎng)系統(tǒng)通過(guò)STATCOM補(bǔ)償所需的無(wú)功功率。CT的功能是用來(lái)測(cè)量用戶(hù)所需的無(wú)功電流，CT直接從電網(wǎng)中測(cè)量到電流信號(hào)傳遞給STATC0M，通常采用η臺(tái)STATCOM并聯(lián)運(yùn)行，其中一臺(tái)STATCOM作為主機(jī)，其他STATCOM作為從機(jī)，STATCOM主機(jī)采集到電流信號(hào)后，通過(guò)一系列處理計(jì)算出用戶(hù)所需的無(wú)功電流值，然后將無(wú)功電流值除以n，轉(zhuǎn)化為無(wú)功電流指令，均勻分配給各個(gè)STATCOM從機(jī)，從而每臺(tái)STATCOM補(bǔ)償電網(wǎng)無(wú)功電流的η分之一，完成無(wú)功功率的補(bǔ)償；這樣操作不僅需要STATCOM主機(jī)和各個(gè)STATCOM從機(jī)之間互相通訊，而且還要設(shè)置并聯(lián)STATCOM的臺(tái)數(shù)。
[0006]STATCOM直接并聯(lián)運(yùn)行會(huì)出現(xiàn)各臺(tái)STATCOM輸出電流不相等的問(wèn)題，甚至損壞供電和輸電設(shè)備。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0007]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中各臺(tái)STATCOM并聯(lián)運(yùn)行相互之間需要通訊以及各臺(tái)STATCOM電流分布不均的問(wèn)題，本實(shí)用新型提供了一種無(wú)功功率發(fā)生器裝置。
[0008]本實(shí)用新型提供了一種無(wú)功功率發(fā)生器裝置，包括:電流互感器CT，平衡電阻以及無(wú)功功率發(fā)生器STATCOM ；
[0009]CT和STATCOM分別并聯(lián)在電網(wǎng)中，CT的原邊繞組串聯(lián)于電網(wǎng)中，副邊繞組采用η條支路并聯(lián)的方式，2〈η〈20 ;各個(gè)支路均通過(guò)導(dǎo)線(xiàn)串聯(lián)平衡電阻后連接STATCOM ；
[0010]具體連接過(guò)程如下:CT分為原邊繞組和副邊繞組，原邊繞組串聯(lián)于電網(wǎng)中，副邊繞組采用η條支路并聯(lián)的方式，每一支路均串聯(lián)I個(gè)平衡電阻后連接STATCOM ;具體來(lái)說(shuō)，CT副邊繞組的每一條支路均通過(guò)串聯(lián)平衡電阻后與STATCOM內(nèi)部的霍爾電流傳感器的原邊相連接；STATC0M內(nèi)部包括霍爾電流傳感器，AD轉(zhuǎn)換器以及CPU ;霍爾電流傳感器采集并檢測(cè)CT副邊繞組上的電流信號(hào)后，傳送給AD轉(zhuǎn)換器，AD轉(zhuǎn)換器將測(cè)得的電流信號(hào)轉(zhuǎn)成數(shù)字電流信號(hào)，所得的數(shù)字電流信號(hào)經(jīng)過(guò)CPU處理并計(jì)算，得到STATCOM的輸出電流；CT從電網(wǎng)中測(cè)得電流信號(hào)后，經(jīng)過(guò)η條并聯(lián)的支路分別傳遞給η臺(tái)STATC0M，每臺(tái)STATCOM采集到CT輸出總電流的η分之一，即可得到電網(wǎng)無(wú)功電流的η分之一，并作為無(wú)功電流指令對(duì)電網(wǎng)的無(wú)功功率進(jìn)行補(bǔ)償。
[0011]平衡電阻的計(jì)算方式如下:
[0012](I)計(jì)算當(dāng)支路的連接導(dǎo)線(xiàn)阻值最小時(shí)，STATCOM的最大電流值；
U
[0013]Jmm=.:, Tp'

RLmin +R
[0014]U為CT輸出電壓；RLmin為支路的連接導(dǎo)線(xiàn)阻值最小值，R為平衡電阻值；Imax為STATCOM的最大電流值；
[0015](2)計(jì)算當(dāng)支路的連接導(dǎo)線(xiàn)阻值最大時(shí)，STATCOM的最小電流值；

U
[0016]Imin=T
Rlmm +?
[0017]RLmax為支路的連接導(dǎo)線(xiàn)阻值最大值；Imin為STATCOM的最小電流值；
[0018](3)計(jì)算兩個(gè)電流誤差率；
「 I At Irmx -Jmin
[0019]M =-1min
[0020](4)滿(mǎn)足電流誤差率小于最大電流誤差率；
[0021]Δ I ^ Δ Imax
[0022](5)計(jì)算串聯(lián)平衡電阻的阻值:
[0023]R>^rnzMmM^KLmin

Λ, max
[0024]通過(guò)在CT與各臺(tái)STATCOM之間串聯(lián)平衡電阻，不僅能進(jìn)行信號(hào)之間的傳遞，而且能使各臺(tái)STATCOM分得的電流均等。
[0025]當(dāng)CT從電網(wǎng)中測(cè)量到電流信號(hào)后，均勻分配給η條支路；經(jīng)過(guò)平衡電阻后，η臺(tái)STATCOM能采集到均等的電流值，完成無(wú)功功率的補(bǔ)償；當(dāng)電網(wǎng)系統(tǒng)需要增加STATCOM時(shí)，可新增一條CT副邊線(xiàn)路，串聯(lián)平衡電阻后連入STATCOM模塊。
[0026]本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于:
[0027](I)本實(shí)用新型提供的一種無(wú)功功率發(fā)生器裝置，單臺(tái)STATCOM設(shè)備出現(xiàn)故障退出電網(wǎng)不影響其他STATCOM設(shè)備的正常運(yùn)行。
[0028](2)本實(shí)用新型提供的一種無(wú)功功率發(fā)生器裝置，單臺(tái)STATCOM設(shè)備出現(xiàn)故障退出電網(wǎng)時(shí)，其他設(shè)備仍可準(zhǔn)確補(bǔ)償系統(tǒng)無(wú)功功率。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0029]圖1為本實(shí)用新型一種無(wú)功功率發(fā)生器裝置連入電網(wǎng)中的示意圖；
[0030]圖2為本實(shí)用新型一種無(wú)功功率發(fā)生器裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0031]圖3為本實(shí)用新型無(wú)功功率發(fā)生器STATCOM的結(jié)構(gòu)示意圖；

【具體實(shí)施方式】
[0032]下面將結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒緦?shí)用新型的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
[0033]本實(shí)用新型一種無(wú)功功率發(fā)生器裝置，具體包括:1個(gè)電流互感器CT，20個(gè)平衡電阻和20臺(tái)STATCOM ;如圖1所示:CT和20臺(tái)STATCOM均并聯(lián)在電網(wǎng)中，CT的原邊繞組串聯(lián)于電網(wǎng)中，CT副邊繞組采用20條支路并聯(lián)的方式，每一支路均與一臺(tái)STATCOM相連，進(jìn)行電流信號(hào)的測(cè)量；
[0034]CT從電網(wǎng)中測(cè)得電流信號(hào)后通過(guò)20條支路并聯(lián)的方式均勻分配，分別傳遞給20臺(tái)STATCOM;各支路的導(dǎo)線(xiàn)長(zhǎng)短不同，或者導(dǎo)線(xiàn)本身的差異，會(huì)導(dǎo)致各個(gè)輸出線(xiàn)路上STATCOM采集的電流不同，各個(gè)支路STATCOM的電流不均，會(huì)導(dǎo)致各STATCOM的無(wú)功功率補(bǔ)償容量不均，所以在CT與20臺(tái)STATCOM的回路中，每一支路均串聯(lián)I個(gè)平衡電阻后連接STATCOM ；
[0035]具體連接過(guò)程如下:如圖2所示:CT分為原邊繞組和副邊繞組，CT的原邊繞組串聯(lián)于電網(wǎng)中，副邊繞組采用20條支路并聯(lián)的方式，CT副邊繞組的每一條支路均采用導(dǎo)線(xiàn)通過(guò)串聯(lián)平衡電阻，然后與STATCOM內(nèi)部的霍爾電流傳感器的原邊相連接，如圖3所示，STATCOM內(nèi)部包括霍爾電流傳感器，AD轉(zhuǎn)換器以及CPU ;霍爾電流傳感器采集并檢測(cè)CT副邊繞組上的電流信號(hào)后，傳送給AD轉(zhuǎn)換器，AD轉(zhuǎn)換器將測(cè)得的電流信號(hào)轉(zhuǎn)成數(shù)字電流信號(hào)后傳給CPU，CPU對(duì)數(shù)字電流信號(hào)處理并進(jìn)行計(jì)算，得到STATCOM的輸出電流；
[0036]平衡電阻的計(jì)算方法如下:以導(dǎo)線(xiàn)阻值RL為20M Ω，誤差±20%為例
[0037](I)計(jì)算當(dāng)支路的連接導(dǎo)線(xiàn)阻值最小時(shí)，STATCOM的最大電流值；
U川
[0038]Iitmk =:-11；
RLmm+R
[0039]U為CT輸出電壓；RLmin為支路的連接導(dǎo)線(xiàn)阻值最小值，R為平衡電阻值；Imax為STATCOM的最大電流值；本實(shí)施例中選取RLmin值為16M Ω ；
[0040](2)計(jì)算當(dāng)支路的連接導(dǎo)線(xiàn)阻值最大時(shí)，STATCOM的最小電流值；
[0041]Zmin= ~⑶

此 ?Μ? + K
[0042]RLmax為支路的連接導(dǎo)線(xiàn)阻值最大值；Imin為STATCOM的最小電流值；本實(shí)施例中選取 RLfflax 為 24M Ω ;
[0043](3)計(jì)算兩個(gè)電流誤差率；
αγ —m
l\1.................Γλλλ λ? ^ 111 i 11
[0044]
=規(guī) max —/j\

死Imin +炎
[0045](4)滿(mǎn)足電流誤差率小于最大電流誤差率；
[0046]ΔΙ^ Δ Ifflax (4)
[0047]最大電流誤差率Δ Iniax優(yōu)選5% ;
[0048](5)計(jì)算平衡電阻的阻值:
ο\ ^max —--.t^\
[0049]-Tl--規(guī) nno

max
[0050]本實(shí)施例中R = 144M Ω ;優(yōu)選 R = 150M Ω。
[0051]CT從電網(wǎng)中測(cè)得電流信號(hào)后，經(jīng)過(guò)CT副邊繞組的20條并聯(lián)的支路分別傳遞給20臺(tái)STATC0M，由于平衡電阻的分流使得各臺(tái)STATCOM分得的電流均等，能夠使得每臺(tái)STATCOM采集到CT輸出總電流的20分之一，即得到電網(wǎng)無(wú)功電流的20分之一，并作為無(wú)功電流指令對(duì)電網(wǎng)的無(wú)功功率進(jìn)行補(bǔ)償。
[0052]當(dāng)CT從電網(wǎng)中測(cè)量到電流信號(hào)后，均勻分配給20支路；經(jīng)過(guò)平衡電阻后，20臺(tái)STATCOM能采集到均等的電流值；完成無(wú)功功率的補(bǔ)償；當(dāng)新接入STATCOM時(shí)，新增一條CT副邊線(xiàn)路，串聯(lián)平衡電阻后連入STATCOM模塊。
[0053]本實(shí)用新型設(shè)計(jì)了一種無(wú)需通訊的STATCOM并聯(lián)方法，需要擴(kuò)充STATCOM容量時(shí)，直接增加STATCOM設(shè)備數(shù)量，無(wú)需對(duì)已安裝的設(shè)備進(jìn)行設(shè)置或者改動(dòng)。
【權(quán)利要求】
1.一種無(wú)功功率發(fā)生器裝置，其特征在于:包括CT，平衡電阻以及STATCOM ； CT和STATCOM分別并聯(lián)在電網(wǎng)中，CT分為原邊繞組和副邊繞組，CT的原邊繞組串聯(lián)于電網(wǎng)中，副邊繞組采用η條支路并聯(lián)的方式，2〈n〈20 ；CT的副邊繞組的每一條支路均通過(guò)串聯(lián)平衡電阻后與STATCOM內(nèi)部的霍爾電流傳感器的原邊相連接；霍爾電流傳感器采集并檢測(cè)CT副邊繞組上的電流信號(hào)后，傳送給AD轉(zhuǎn)換器，AD轉(zhuǎn)換器將測(cè)得的電流信號(hào)轉(zhuǎn)成數(shù)字電流信號(hào)，所得的數(shù)字電流信號(hào)經(jīng)過(guò)CPU處理并計(jì)算，得到STATCOM的輸出電流；CT從電網(wǎng)中測(cè)得電流信號(hào)后，經(jīng)過(guò)η條并聯(lián)的支路分別傳遞給η臺(tái)STATC0M，每臺(tái)STATCOM采集到CT輸出總電流的η分之一，即得到電網(wǎng)無(wú)功電流的η分之一，并作為無(wú)功電流指令對(duì)電網(wǎng)的無(wú)功功率進(jìn)行補(bǔ)償。
2.如權(quán)利要求1所述的無(wú)功功率發(fā)生器裝置，其特征在于:當(dāng)電網(wǎng)系統(tǒng)需要增加STATCOM時(shí)，可新增一條CT副邊線(xiàn)路，串聯(lián)均流電阻后連入STATCOM模塊。
【文檔編號(hào)】H02J3/18GK204012728SQ201420399385
【公開(kāi)日】2014年12月10日 申請(qǐng)日期:2014年7月17日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月17日
【發(fā)明者】韓愛(ài)芝, 武建文, 張之昊, 劉守明, 史宏偉, 張保衛(wèi), 李松濤, 何新華 申請(qǐng)人:國(guó)網(wǎng)河南省電力公司周口供電公司, 北京航空航天大學(xué)