本發(fā)明涉及電力傳輸領(lǐng)域，具體而言，涉及一種電壓補(bǔ)償裝置。

背景技術(shù)：

串聯(lián)型的有源濾波器作為一種補(bǔ)償電網(wǎng)諧波電壓的定制電力設(shè)備，已有較多的研究與應(yīng)用。其一般擁有單獨(dú)的采樣、控制等模塊，可以在電網(wǎng)側(cè)出現(xiàn)電壓質(zhì)量問(wèn)題時(shí)，數(shù)個(gè)毫秒內(nèi)迅速的注入一個(gè)相反的補(bǔ)償電壓，保證了敏感負(fù)荷的正常運(yùn)行。然而，在高壓大容量場(chǎng)合下，傳統(tǒng)的變流器結(jié)構(gòu)面臨著容量和開(kāi)關(guān)頻率之間的矛盾，無(wú)法直接應(yīng)用于電壓質(zhì)量問(wèn)題的治理。在低壓應(yīng)用場(chǎng)合的諧波補(bǔ)償中現(xiàn)有技術(shù)采用如圖1和圖2所示的SAPF裝置。

圖1是根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的一種三單相拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的SAPF裝置的示意圖，如圖1所示，以三相電路中的A相為例，將四個(gè)逆變器T₁₁、T₂₁、T₃₁、以及T₄₁橋接，其中，將逆變器T₁₁與T₃₁串聯(lián)，將逆變器T₂₁與T₄₁串聯(lián)，并將上述串聯(lián)后的兩組逆變器與儲(chǔ)能電容V_dc1并聯(lián)，在三相電網(wǎng)電路中的A相電路中串接一個(gè)變壓器，將電網(wǎng)中的該相電路由原電壓v_sa調(diào)整為v_La,其中，該變壓器先與一電容先并聯(lián)，再串聯(lián)一個(gè)電感組成一個(gè)濾波器，將該濾波器帶電感的一端接入逆變器T₂₁與T₄₁之間，將該濾波器無(wú)電感一端接入逆變器T₁₁與T₃₁之間，另外對(duì)于該三相電網(wǎng)的另外B、C兩相也接入同樣的SAPF，在此不再贅述，通過(guò)該上述連接方法，組成基于三相四線式結(jié)構(gòu)的SAPF。

圖2是根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的一種三相四線式拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的SAPF裝置的示意圖，如圖2所示。將六個(gè)逆變器T1、T2、T3、T4、T5、以及T6橋接，其中，將逆變器T1與T4串聯(lián)，將逆變器T3與T6串聯(lián)，將逆變器T5與T2串聯(lián)，將兩個(gè)儲(chǔ)能電容串聯(lián)，并將串聯(lián)好的多組逆變器和串聯(lián)好的儲(chǔ)能電容與另一儲(chǔ)能電容V_dc并聯(lián)，標(biāo)記逆變器T1與T4之間存在連接點(diǎn)a,標(biāo)記逆變器T3與T6之間存在連接點(diǎn)b，標(biāo)記逆變器T5與T2之間存在連接點(diǎn)c，標(biāo)記兩個(gè)儲(chǔ)能電容之間存在連接點(diǎn)m，在電網(wǎng)電路的三相電路中分別串聯(lián)一個(gè)變壓器，以其中A相為例，電網(wǎng)的該相電路可以將原有的電壓v_sa通過(guò)變壓器調(diào)整為v_La。其中，每個(gè)與電網(wǎng)電路中的變壓器相對(duì)的另一端并聯(lián)接入一電容后再串接一電感，組成與三相電路中每相對(duì)應(yīng)的三組濾波電路，再將每組濾波電路中接有電感的一端分別接到對(duì)應(yīng)的連接點(diǎn)a、b、以及c上，將每組濾波電路中無(wú)電感的一端串聯(lián)在一起后接到連接點(diǎn)m上，組成三相四線式結(jié)構(gòu)的SAPF。

針對(duì)上述在高壓大容量場(chǎng)合下進(jìn)行諧波電壓補(bǔ)償?shù)耐負(fù)?、控制算法及硬件電路設(shè)計(jì)復(fù)雜，目前尚未提出有效的解決方案。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明實(shí)施例提供了一種電壓補(bǔ)償裝置，以至少解決高壓大容量場(chǎng)合下進(jìn)行諧波電壓補(bǔ)償?shù)耐負(fù)?、控制算法及硬件電路設(shè)計(jì)復(fù)雜的技術(shù)問(wèn)題。

根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的一個(gè)方面，提供了一種電壓補(bǔ)償裝置,包括：串聯(lián)連接的多個(gè)有源電力濾波器SAPF；第一控制器，用于生成控制指令，其中，所述控制指令用于指示投入運(yùn)行的SAPF的運(yùn)行數(shù)量和補(bǔ)償電壓；多個(gè)第二控制器，與所述第一控制器相連，其中，每個(gè)所述第二控制器分別與一個(gè)所述SAPF連接，所述第二控制器用于在所述控制指令的觸發(fā)下，控制與所述運(yùn)行數(shù)量對(duì)應(yīng)的SAPF按照各自的補(bǔ)償電壓對(duì)電網(wǎng)進(jìn)行補(bǔ)償。

進(jìn)一步地，所述第一控制器中設(shè)置有：信息采集接口，用于采集電網(wǎng)中的電壓信息；分配單元，與所述信息采集接口相連，用于根據(jù)所述電壓信息生成所述控制指令。

進(jìn)一步地，所述信息采集接口與電壓采樣裝置連接，用于基于所述電壓采樣裝置的采樣電壓，得到所述電壓信息。

進(jìn)一步地，所述第一控制器中還設(shè)置有：第一通信單元，與所述多個(gè)第二控制器連接，用于接收所述第二控制器上傳的SAPF的運(yùn)行狀態(tài)。

進(jìn)一步地，所述分配單元包括：數(shù)量分配模塊，用于根據(jù)所述電壓信息和電網(wǎng)的運(yùn)行模式，并確定投入運(yùn)行的SAPF的運(yùn)行數(shù)量；電壓分配模塊，用于根據(jù)所述電壓信息和確定出的運(yùn)行數(shù)量，為所述投入運(yùn)行的SAPF分配補(bǔ)償電壓。

進(jìn)一步地，所述第二控制器中設(shè)置有：狀態(tài)采集接口，與所述SAPF相連接，用于采集所述SAPF的運(yùn)行狀態(tài)；第二傳輸單元，連接于所述狀態(tài)采集接口與所述第一控制器之間，用于將所述運(yùn)行狀態(tài)上傳至所述第一控制器。

進(jìn)一步地，所述SPAF為三相有源電力濾波器。

進(jìn)一步地，多個(gè)所述有源電力濾波器的容量全部相同。

進(jìn)一步地，所述第一控制器中還設(shè)置有：軟件過(guò)壓故障處理裝置，用于在電壓補(bǔ)償裝置出現(xiàn)過(guò)壓故障的情況下，啟動(dòng)過(guò)壓保護(hù)，以暫停電壓補(bǔ)償裝置運(yùn)行；軟件過(guò)流故障處理裝置，用于在電壓補(bǔ)償裝置出現(xiàn)過(guò)流故障的情況下啟動(dòng)過(guò)流保護(hù)，以暫停電壓補(bǔ)償裝置運(yùn)行；過(guò)熱故障處理裝置，用于在裝置硬件部分出現(xiàn)溫度過(guò)高的情況下啟動(dòng)過(guò)熱保護(hù)，以暫停電壓裝置運(yùn)行。

進(jìn)一步地，所述電壓補(bǔ)償裝置至少包括所述第一控制器和所述第二控制器兩層控制器。

進(jìn)一步地，所述多個(gè)有源電力濾波器SAPF按照預(yù)定順序排列，其中，所述第一控制器和一個(gè)所述第二控制器集成在第一臺(tái)SAPF上，所述多個(gè)SAPF中除所述第一臺(tái)SAPF之外的每個(gè)SAPF上集成一個(gè)所述第二控制器。

在本發(fā)明實(shí)施例中，將多個(gè)有源濾波器SAPF通過(guò)串聯(lián)接法連接在一起，再與電網(wǎng)中的電路相連，在進(jìn)行串聯(lián)連接前，先將第二控制器與對(duì)應(yīng)的SAPF一一連接，再將多個(gè)第二控制器與第一控制器相連，其中，第一控制器用于生成控制指令，通過(guò)控制指令，指示投入運(yùn)行的SAPF的運(yùn)行數(shù)量和補(bǔ)償電壓,并通過(guò)連接關(guān)系將該控制指令發(fā)送至第二控制器，觸發(fā)第二控制器控制與運(yùn)行數(shù)量對(duì)應(yīng)的SAPF，使SAPF按照對(duì)應(yīng)的補(bǔ)償電壓對(duì)電網(wǎng)進(jìn)行補(bǔ)償。通過(guò)第一控制器發(fā)出的控制指令，集中控制多個(gè)串聯(lián)的SAPF的運(yùn)行數(shù)量和每個(gè)運(yùn)行的SAPF對(duì)電網(wǎng)進(jìn)行補(bǔ)償?shù)难a(bǔ)償電壓值，實(shí)現(xiàn)高壓大容量場(chǎng)合下電壓諧波的補(bǔ)償功能，進(jìn)而解決了高壓大容量場(chǎng)合下進(jìn)行諧波電壓補(bǔ)償?shù)耐負(fù)?、控制算法及硬件電路設(shè)計(jì)復(fù)雜的技術(shù)問(wèn)題。

附圖說(shuō)明

此處所說(shuō)明的附圖用來(lái)提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分，本發(fā)明的示意性實(shí)施例及其說(shuō)明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中：

圖1是根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的一種三單相拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的SAPF裝置的示意圖；

圖2是根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的一種三相四線式拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的SAPF裝置的示意圖；

圖3是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的一種電壓補(bǔ)償裝置的示意圖一；

圖4是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的一種可選的SAPF的單相結(jié)構(gòu)等效電路的示意圖；

圖5是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的一種可選的SAPF陣列的示意圖；

圖6是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的一種電壓補(bǔ)償裝置的示意圖二；

圖7(a)是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的一種電網(wǎng)電壓仿真波形的示意圖；

圖7(b)是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的一種經(jīng)過(guò)SAPF1補(bǔ)償后的電網(wǎng)波形的示意圖；

圖7(c)是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的一種經(jīng)過(guò)SAPF2補(bǔ)償后的電網(wǎng)波形的示意圖。

具體實(shí)施方式

為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本發(fā)明方案，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分的實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(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，都應(yīng)當(dāng)屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

需要說(shuō)明的是，本發(fā)明的說(shuō)明書(shū)和權(quán)利要求書(shū)及上述附圖中的術(shù)語(yǔ)“第一”、“第二”等是用于區(qū)別類似的對(duì)象，而不必用于描述特定的順序或先后次序。應(yīng)該理解這樣使用的數(shù)據(jù)在適當(dāng)情況下可以互換，以便這里描述的本發(fā)明的實(shí)施例能夠以除了在這里圖示或描述的那些以外的順序?qū)嵤?。此外，術(shù)語(yǔ)“包括”和“具有”以及他們的任何變形，意圖在于覆蓋不排他的包含，例如，包含了一系列單元的系統(tǒng)、產(chǎn)品或設(shè)備不必限于清楚地列出的那些單元，而是可包括沒(méi)有清楚地列出的或?qū)τ谶@些過(guò)程、方法、產(chǎn)品或設(shè)備固有的其它步驟或單元。

圖3是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的一種電壓補(bǔ)償裝置的示意圖一，如圖3所示，電壓補(bǔ)償裝置包括：第一控制器31，第二控制器33，有源電力濾波器SAPF35。串聯(lián)連接的多個(gè)有源電力濾波器SAPF；第一控制器，用于生成控制指令，其中，控制指令用于指示投入運(yùn)行的SAPF的運(yùn)行數(shù)量和補(bǔ)償電壓；多個(gè)第二控制器，與第一控制器相連，其中，每個(gè)第二控制器分別與一個(gè)SAPF連接，第二控制器用于在控制指令的觸發(fā)下，控制與運(yùn)行數(shù)量對(duì)應(yīng)的SAPF按照各自的補(bǔ)償電壓對(duì)電網(wǎng)進(jìn)行補(bǔ)償。

可選地，電壓補(bǔ)償裝置中至少包括三個(gè)有源電力濾波器SAPF。

在上述實(shí)施例中，將多個(gè)有源濾波器SAPF通過(guò)串聯(lián)接法連接在一起，再與電網(wǎng)中的電路相連，在進(jìn)行串聯(lián)連接前，先將第二控制器與對(duì)應(yīng)的SAPF一一連接，再將多個(gè)第二控制器與第一控制器相連，其中，第一控制器用于生成控制指令，通過(guò)控制指令，指示投入運(yùn)行的SAPF的運(yùn)行數(shù)量和補(bǔ)償電壓,并通過(guò)連接關(guān)系將該控制指令發(fā)送至第二控制器，觸發(fā)第二控制器控制與運(yùn)行數(shù)量對(duì)應(yīng)的SAPF，使SAPF按照對(duì)應(yīng)的補(bǔ)償電壓對(duì)電網(wǎng)進(jìn)行補(bǔ)償。通過(guò)第一控制器發(fā)出的控制指令，集中控制多個(gè)串聯(lián)的SAPF的運(yùn)行數(shù)量和每個(gè)運(yùn)行的SAPF對(duì)電網(wǎng)進(jìn)行補(bǔ)償?shù)难a(bǔ)償電壓值，可以根據(jù)電壓或容量等級(jí)的需求靈活的配置補(bǔ)償模塊(即上述的有源濾波器SAPF)，實(shí)現(xiàn)了高壓大容量場(chǎng)合下電網(wǎng)諧波電壓的補(bǔ)償，進(jìn)而解決了高壓大容量場(chǎng)合下進(jìn)行諧波電壓補(bǔ)償?shù)耐負(fù)?、控制算法及硬件電路設(shè)計(jì)復(fù)雜的技術(shù)問(wèn)題。

需要說(shuō)明的是，SAPF，即Series Active Power Fiter,是一種串聯(lián)型的有源濾波器，主要串聯(lián)于電網(wǎng)與敏感負(fù)荷之間，SAPF本身由單相或三相逆變橋、LC濾波器、直流端儲(chǔ)能及串聯(lián)變壓器組成，其SAPF的單相結(jié)構(gòu)等效電路如圖4所示。

圖4是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的一種可選的SAPF的單相結(jié)構(gòu)等效電路的示意圖，如圖4所示，VSC，即Vottage Source Conver,電壓源變換器，可以把直流電壓變換成交流電壓，也可稱為逆變器，但是可以雙向傳輸功率，其中，交流電壓的幅值、相角和頻率可控。電壓源變換器與電阻R₁、電感L₁、電容C₁、以及電阻R_C組成串聯(lián)回路，即直流母線電路，并在電容C₁、以及電阻R_C處并聯(lián)接入變壓器，變壓器的另一端串聯(lián)接入電網(wǎng)電路。在電網(wǎng)電路中按照電流i_S的方向，使電網(wǎng)的原有電壓v_S，在電流i_S經(jīng)過(guò)變壓器時(shí)接收補(bǔ)償諧波電壓v_C，得到補(bǔ)償后的電壓v_L，另外，在直流母線電路中電流i₁自VSC發(fā)出，從電阻R₁處流入直流母線電路，并在流經(jīng)變壓器后,返回VSC中。

其中，直流母線端的VSC用以支撐逆變橋直流母線電壓，另外，電阻R₁、電感L₁、電容C₁、以及電阻R_C組成LC濾波器，LC濾波器用以濾除逆變橋交流側(cè)的高次諧波電壓，串聯(lián)變壓器用以將電壓補(bǔ)償裝置本體與電網(wǎng)進(jìn)行隔離。

電壓補(bǔ)償裝置采用串聯(lián)型有源濾波器的運(yùn)行原理及特點(diǎn)為：

(1)電壓補(bǔ)償裝置對(duì)電網(wǎng)電壓等信息實(shí)行本地采樣，并對(duì)電網(wǎng)電壓信號(hào)通過(guò)park變換分離出相應(yīng)的基波電壓和諧波電壓，將諧波電壓信號(hào)作為SAPF裝置控制的參考電壓信號(hào)。其中，park變換，即park transformation,是現(xiàn)在占主流地位的交流電機(jī)分析計(jì)算時(shí)的基本變換。

(2)電壓補(bǔ)償裝置對(duì)諧波參考電壓進(jìn)行跟蹤補(bǔ)償，輸出相應(yīng)的諧波補(bǔ)償電壓，保證敏感負(fù)荷側(cè)電壓滿足運(yùn)行要求。

(3)電壓補(bǔ)償裝置的直流母線儲(chǔ)能從電網(wǎng)吸收能量，以彌補(bǔ)變流器由于損耗等原因造成的能量損失，為裝置提供直流母線電壓支撐。

作為一種可選的實(shí)施例，第一控制器中設(shè)置有：信息采集接口，用于采集電網(wǎng)中的電壓信息；分配單元，與信息采集接口相連，用于根據(jù)電壓信息生成控制指令。

具體地，第一控制器中還設(shè)置有信息采集接口，使第一控制器能夠通過(guò)第一采集接口對(duì)設(shè)備所在電網(wǎng)進(jìn)行電壓采樣，并根據(jù)電壓采樣信息獲取電網(wǎng)的電壓信息；另外，第一控制器中還設(shè)置有分配單元，該分配單元與信息采集接口相連接，使分配單元可以根據(jù)采集接口采集的電壓信息生成對(duì)應(yīng)的控制指令。通過(guò)采集的電壓信息生成控制指令，可以讓設(shè)備靈活地對(duì)不同電壓的電網(wǎng)選擇對(duì)應(yīng)的控制指令，使控制指令的選擇更加靈活，方便。

在一種可選的實(shí)施例中，信息采集接口與電壓采樣裝置連接，用于基于電壓采樣裝置的采樣電壓，得到電壓信息。

可選地，第一控制器中的信息采集接口與電壓采樣裝置連接，將第一控制器通過(guò)電壓采樣接口采集的電壓采樣轉(zhuǎn)換為能夠被控制器內(nèi)其他裝置識(shí)別的電壓信息。

可選地，第一控制器中還設(shè)置有：第一通信單元，與多個(gè)第二控制器連接，用于接收第二控制器上傳的SAPF的運(yùn)行狀態(tài)。

具體地，在第一控制器中還設(shè)置有第一通信單元，該通信單元將第一控制器與多個(gè)第二控制器相連，使第一控制器可以通過(guò)該第一通信單元接收由第二控制單元上傳的SAPF的運(yùn)行狀態(tài)信息。通過(guò)第一通信單元，可以使第一控制器能夠準(zhǔn)確的對(duì)SAPF的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行準(zhǔn)確的監(jiān)控，保障第一控制器所生成控制指令的準(zhǔn)確。

在一種可選的實(shí)施例中，分配單元包括：數(shù)量分配模塊，用于根據(jù)電壓信息和電網(wǎng)的運(yùn)行模式，并確定投入運(yùn)行的SAPF的運(yùn)行數(shù)量；電壓分配模塊，用于根據(jù)電壓信息和確定出的運(yùn)行數(shù)量，為投入運(yùn)行的SAPF分配補(bǔ)償電壓。

需要說(shuō)明的是，在第一控制器中的分配單元內(nèi)還設(shè)置有數(shù)量分配模塊和電壓分配模塊，其中，數(shù)量分配模塊可以使分配單元根據(jù)采集到的電網(wǎng)的電壓信息，和預(yù)先設(shè)定的電網(wǎng)的運(yùn)行模式，從預(yù)定的對(duì)應(yīng)關(guān)系中，選取與電網(wǎng)的電壓信息，以及電網(wǎng)的運(yùn)行模式對(duì)應(yīng)的SAPF運(yùn)行數(shù)量，并生成相應(yīng)的數(shù)量控制指令，控制電壓補(bǔ)償裝置中對(duì)應(yīng)數(shù)量的SAPF進(jìn)入運(yùn)行狀態(tài)，其中，每個(gè)SAPF向電路發(fā)出的補(bǔ)償電壓由分配單元中的電壓分配模塊確定。該電壓分配模塊，根據(jù)采集到的電網(wǎng)的電壓信息和數(shù)量分配模塊確定的SAPF運(yùn)行數(shù)量，通過(guò)計(jì)算得出每個(gè)投入運(yùn)行的SAPF所需向電網(wǎng)提供的補(bǔ)償電壓，并根據(jù)該補(bǔ)償電壓生成相應(yīng)的電壓控制指令，為投入運(yùn)行的SAPF分配補(bǔ)償電壓。

可選地，通過(guò)分配單元內(nèi)的數(shù)量分配模塊和電壓分配模塊，將分配單元生成的控制指令分為與數(shù)量分配模塊對(duì)應(yīng)的數(shù)量控制指令，和與電壓分配模塊分對(duì)應(yīng)的電壓控制指令，使電壓補(bǔ)償裝置可以根據(jù)數(shù)量控制指令選擇投入運(yùn)行的SAPF數(shù)量，根據(jù)電壓控制指令控制每個(gè)投入運(yùn)行的SAPF向電網(wǎng)輸出的補(bǔ)償電壓，從而可以使電壓補(bǔ)償裝置通過(guò)數(shù)量分配模塊和電壓分配模塊靈活地選擇SAPF，來(lái)應(yīng)對(duì)多種電網(wǎng)狀態(tài)的電壓補(bǔ)償。

可選地，電壓分配模塊為每個(gè)投入運(yùn)行的SAPF分配的補(bǔ)償電壓可以是相同的，通過(guò)控制每個(gè)投入運(yùn)行的SAPF輸出相同的補(bǔ)償電壓可以便于電壓補(bǔ)償裝置的控制。

可選地，電壓分配模塊為每個(gè)投入運(yùn)行的SAPF分配的補(bǔ)償電壓可以是不同的。其中，數(shù)量分配模塊可以根據(jù)采集到的電網(wǎng)的電壓信息，和預(yù)先設(shè)定的電網(wǎng)的運(yùn)行模式從預(yù)定的對(duì)應(yīng)關(guān)系中選取投入運(yùn)行的SAPF數(shù)量，其中，該投入運(yùn)行的SAPF數(shù)量可以包括多組數(shù)量，例如，該投入運(yùn)行的SAPF數(shù)量可以包括第一數(shù)量，第二數(shù)量，以及第三數(shù)量等多組數(shù)量，電壓分配模塊分別為每組數(shù)量的SAPF分配對(duì)應(yīng)的補(bǔ)償電壓，其中，為每組數(shù)量的SAPF分配的補(bǔ)償電壓可以是不同的，通過(guò)控制不同數(shù)量的投入運(yùn)行的SAPF輸出不同的補(bǔ)償電壓，使電壓補(bǔ)償裝置可以靈活地應(yīng)對(duì)不同需求的待補(bǔ)償電網(wǎng)。

在一個(gè)可選的實(shí)施例中，第二控制器中設(shè)置有：狀態(tài)采集接口，與SAPF相連接，用于采集SAPF的運(yùn)行狀態(tài)；第二傳輸單元，連接于狀態(tài)采集接口與第一控制器之間，用于將運(yùn)行狀態(tài)上傳至第一控制器。

具體地，每個(gè)第二控制器中均設(shè)置有狀態(tài)采集接口，該狀態(tài)采集接口與SAPF相連接，通過(guò)該狀態(tài)采集接口采集記錄有SAPF的運(yùn)行狀態(tài)的信息；另外，第二控制器內(nèi)還設(shè)有第二傳輸裝置，該第二傳輸裝置連接于狀態(tài)采集接口與第一控制器之間，可以將記錄有SAPF的運(yùn)行狀態(tài)的信息傳送至第一控制器內(nèi)，便于第一控制器對(duì)SAPF設(shè)備的準(zhǔn)確監(jiān)控。

可選地，SAPF為三相有源電力濾波器。

可選地，多個(gè)有源電力濾波器的容量全部相同。使用相同容量的有源電力濾波器，可以便于采用模塊化的產(chǎn)品，也便于電壓補(bǔ)償裝置的日常維護(hù)和修理。

可選地，在第一控制器中還設(shè)置有故障處理裝置，可以在電壓補(bǔ)償裝置產(chǎn)生故障的情況下，生成對(duì)應(yīng)的保護(hù)指令，暫停電壓補(bǔ)償裝置運(yùn)行。

可選地，故障處理裝置可以在電壓補(bǔ)償裝置產(chǎn)生故障的情況下，生成關(guān)閉電源停止補(bǔ)償?shù)闹噶?，避免由有設(shè)備故障而帶來(lái)的例如燒毀電壓補(bǔ)償裝置的風(fēng)險(xiǎn)。

在一個(gè)可選地實(shí)施例中，第一控制器中還設(shè)置有：軟件過(guò)壓故障處理裝置，用于在電壓補(bǔ)償裝置出現(xiàn)過(guò)壓故障的情況下，啟動(dòng)過(guò)壓過(guò)流保護(hù)，以暫停電壓補(bǔ)償裝置運(yùn)行；軟件過(guò)流故障處理裝置，用于在電壓補(bǔ)償裝置出現(xiàn)過(guò)流故障的情況下啟動(dòng)過(guò)流保護(hù)，以暫停電壓補(bǔ)償裝置運(yùn)行；過(guò)熱故障處理裝置，用于在電壓補(bǔ)償裝置出現(xiàn)過(guò)熱故障的情況下啟動(dòng)過(guò)熱保護(hù)，以暫停電壓補(bǔ)償裝置運(yùn)行。

可選地，故障處理裝置可以在電壓補(bǔ)償裝置出現(xiàn)過(guò)流故障的情況下，通過(guò)軟件過(guò)壓故障處理裝置，生成相應(yīng)的解決過(guò)流故障的保護(hù)指令，啟動(dòng)過(guò)流保護(hù)。例如，在電壓補(bǔ)償裝置中某個(gè)或多個(gè)SAPF發(fā)生了過(guò)流故障的情況下，該軟件過(guò)流故障處理裝置可以生成解決過(guò)流故障的保護(hù)指令，根據(jù)保護(hù)指令，斷開(kāi)電壓補(bǔ)償裝置與故障SAPF的連接，并在電壓補(bǔ)償裝置內(nèi)未運(yùn)行的SAPF中選出與故障數(shù)相同的SAPF，使選出的SAPF按照故障SAPF在故障前的工作狀態(tài)進(jìn)行工作，從而保證電壓補(bǔ)償裝置運(yùn)行的可靠性。

可選地，故障處理裝置可以在電壓補(bǔ)償裝置出現(xiàn)過(guò)壓故障的情況下，通過(guò)軟件過(guò)壓故障處理裝置，生成相應(yīng)的解決過(guò)壓故障的保護(hù)指令，啟動(dòng)過(guò)壓保護(hù)。例如，在電壓補(bǔ)償裝置中某個(gè)或多個(gè)SAPF發(fā)生了過(guò)壓故障的情況下，該軟件過(guò)壓故障處理裝置可以生成解決過(guò)壓故障的保護(hù)指令，根據(jù)保護(hù)指令，斷開(kāi)電壓補(bǔ)償裝置與故障SAPF的連接，并在電壓補(bǔ)償裝置內(nèi)未運(yùn)行的SAPF中選出與故障數(shù)相同的SAPF，使選出的SAPF按照故障SAPF在故障前的工作狀態(tài)進(jìn)行工作，從而保證電壓補(bǔ)償裝置運(yùn)行的可靠性。

可選地，故障處理裝置可以在電壓補(bǔ)償裝置出現(xiàn)過(guò)熱故障的情況下，通過(guò)過(guò)熱故障處理裝置，生成相應(yīng)的解決過(guò)熱故障的保護(hù)指令，啟動(dòng)過(guò)熱保護(hù)。例如，在電壓補(bǔ)償裝置中某個(gè)或多個(gè)SAPF發(fā)生了過(guò)熱故障的情況下，該過(guò)熱故障處理裝置可以生成解決過(guò)熱故障的保護(hù)指令，根據(jù)保護(hù)指令，斷開(kāi)電壓補(bǔ)償裝置與故障SAPF的連接，并在電壓補(bǔ)償裝置內(nèi)未運(yùn)行的SAPF中選出與故障數(shù)相同的SAPF，使選出的SAPF按照故障SAPF在故障前的工作狀態(tài)進(jìn)行工作，從而保證電壓補(bǔ)償裝置運(yùn)行的可靠性。

可選地，電壓補(bǔ)償裝置至少包括第一控制器和第二控制器兩層控制器。

可選地，多個(gè)有源電力濾波器SAPF按照預(yù)定順序排列，其中，第一控制器和一個(gè)第二控制器集成在第一臺(tái)SAPF上，多個(gè)SAPF中除第一臺(tái)SAPF之外的每個(gè)SAPF上集成一個(gè)第二控制器。

圖5是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的一種可選的SAPF陣列的示意圖，如圖5所示，SAPF陣列由多個(gè)小容量的SAPF模塊串聯(lián)組成，在總電網(wǎng)上的電路上串聯(lián)接入多個(gè)與SAPF模塊中變壓器對(duì)應(yīng)的另一端變壓器，使總電網(wǎng)上的初始電壓可以在多組變壓器的轉(zhuǎn)換下傳入敏感負(fù)荷內(nèi)。其中，每個(gè)模塊的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)與圖4相同，多個(gè)模塊共用一套第一控制器，其中，第一控制器用于進(jìn)行電網(wǎng)電壓采樣、分配子模塊參考電壓，針對(duì)每個(gè)模塊發(fā)出的諧波補(bǔ)償電壓值由第一控制器中的電壓分配模塊進(jìn)行分配，此時(shí)SAPF陣列的總參考補(bǔ)償電壓及各模塊所對(duì)應(yīng)的補(bǔ)償電壓可表示為：

圖6是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的一種電壓補(bǔ)償裝置的示意圖二，如圖6所示，控制上述圖5中的SAPF陣列工作。其中，SAPF陣列必須由至少兩層控制器來(lái)實(shí)現(xiàn)。其中第一控制器負(fù)責(zé)電壓采樣，以及收集第二控制器上傳的信息。同時(shí)，根據(jù)所采用的運(yùn)行模式?jīng)Q定投入運(yùn)行的SAPF模塊臺(tái)數(shù)及其參考補(bǔ)償電壓，并下發(fā)指令給第二控制器。而每個(gè)第二控制器則根據(jù)第一控制器給出的指令控制SAPF的輸出，并上傳SAPF的運(yùn)行狀態(tài)。

通過(guò)上述實(shí)施例，實(shí)現(xiàn)高壓大容量場(chǎng)合下電網(wǎng)電壓諧波的補(bǔ)償，裝置采用的子模塊數(shù)量可隨著電壓等級(jí)方便的進(jìn)行調(diào)整，有益于降低成本，并且多個(gè)電壓諧波SAPF模塊串聯(lián)接法，采用了集中控制的模式，可實(shí)現(xiàn)高壓大容量場(chǎng)合下電壓諧波的補(bǔ)償功能。

為證明本發(fā)明方案的可行性，通過(guò)搭建相應(yīng)的仿真模型來(lái)驗(yàn)證，該模型由兩臺(tái)容量等參數(shù)相同的三相SAPF模塊串聯(lián)組成,分別記為SAPF1，以及SAPF2，采用集中控制的模式實(shí)現(xiàn)了電網(wǎng)側(cè)電壓諧波的補(bǔ)償?shù)姆抡妗?/p>

圖7(a)是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的一種電網(wǎng)電壓仿真波形的示意圖，如圖7(a)所示，圖中展示了仿真模型中電網(wǎng)電壓v_sa隨時(shí)間變化的電壓波形圖，其中，橫坐標(biāo)表示電壓變化的時(shí)間，縱坐標(biāo)標(biāo)識(shí)電壓變化的值，該電壓波形圖是含有多次諧波電網(wǎng)電壓波形，圖中的電網(wǎng)電壓處于畸變的狀態(tài)，展示的波形是接近于梯形的周期性波動(dòng)圖形，一個(gè)波動(dòng)周期為0.06秒。

圖7(b)是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的一種經(jīng)過(guò)SAPF1補(bǔ)償后的電網(wǎng)波形的示意圖，如圖7(b)所示，圖中展示SAPF1提供的補(bǔ)償電壓v_ca1以及補(bǔ)償后的電網(wǎng)電壓v_La1隨時(shí)間變化的電壓波形圖，其中，橫坐標(biāo)表示電壓變化的時(shí)間，縱坐標(biāo)標(biāo)識(shí)電壓變化的值，SAPF1提供的補(bǔ)償電壓v_ca1在電壓值為0的坐標(biāo)附近呈周期性波動(dòng)，其波動(dòng)周期與電網(wǎng)電壓的波動(dòng)周期相同，每個(gè)波動(dòng)都為0.06秒，經(jīng)過(guò)SAPF1注入諧波電壓的方式補(bǔ)償后的電網(wǎng)電壓波形近似于正弦。

圖7(c)是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的一種經(jīng)過(guò)SAPF2補(bǔ)償后的電網(wǎng)波形的示意圖，如圖7(c)所示，圖中展示SAPF2提供的補(bǔ)償電壓v_ca2以及補(bǔ)償后的電網(wǎng)電壓v_La2隨時(shí)間變化的電壓波形圖，其中，橫坐標(biāo)表示電壓變化的時(shí)間，縱坐標(biāo)標(biāo)識(shí)電壓變化的值，SAPF2提供的補(bǔ)償電壓v_ca2在電壓值為0的坐標(biāo)附近呈周期性波動(dòng)，其波動(dòng)周期與電網(wǎng)電壓的波動(dòng)周期相同，每個(gè)波動(dòng)都為0.06秒，經(jīng)過(guò)SAPF2注入諧波電壓的方式補(bǔ)償后的電網(wǎng)電壓波形近乎于正弦。

經(jīng)過(guò)SAPF1、SAPF2分別補(bǔ)償后的電網(wǎng)波形如圖7(b)、7(c)所示，從圖中可知,由于兩臺(tái)SAPF采用了均分諧波參考電壓的補(bǔ)償模式，兩臺(tái)SAPF補(bǔ)償?shù)闹C波電壓近乎相同，經(jīng)過(guò)SAPF陣列以注入諧波電壓的方式補(bǔ)償后的電網(wǎng)電壓近乎于正弦，滿足負(fù)荷側(cè)敏感負(fù)載的要求。

上述本發(fā)明實(shí)施例序號(hào)僅僅為了描述，不代表實(shí)施例的優(yōu)劣。

在本發(fā)明的上述實(shí)施例中，對(duì)各個(gè)實(shí)施例的描述都各有側(cè)重，某個(gè)實(shí)施例中沒(méi)有詳述的部分，可以參見(jiàn)其他實(shí)施例的相關(guān)描述。

在本申請(qǐng)所提供的幾個(gè)實(shí)施例中，應(yīng)該理解到，所揭露的技術(shù)內(nèi)容，可通過(guò)其它的方式實(shí)現(xiàn)。其中，以上所描述的裝置實(shí)施例僅僅是示意性的，例如所述單元的劃分，可以為一種邏輯功能劃分，實(shí)際實(shí)現(xiàn)時(shí)可以有另外的劃分方式，例如多個(gè)單元或組件可以結(jié)合或者可以集成到另一個(gè)系統(tǒng)，或一些特征可以忽略，或不執(zhí)行。另一點(diǎn)，所顯示或討論的相互之間的耦合或直接耦合或通信連接可以是通過(guò)一些接口，單元或模塊的間接耦合或通信連接，可以是電性或其它的形式。

所述作為分離部件說(shuō)明的單元可以是或者也可以不是物理上分開(kāi)的，作為單元顯示的部件可以是或者也可以不是物理單元，即可以位于一個(gè)地方，或者也可以分布到多個(gè)單元上?？梢愿鶕?jù)實(shí)際的需要選擇其中的部分或者全部單元來(lái)實(shí)現(xiàn)本實(shí)施例方案的目的。

另外，在本發(fā)明各個(gè)實(shí)施例中的各功能單元可以集成在一個(gè)處理單元中，也可以是各個(gè)單元單獨(dú)物理存在，也可以兩個(gè)或兩個(gè)以上單元集成在一個(gè)單元中。上述集成的單元既可以采用硬件的形式實(shí)現(xiàn)，也可以采用軟件功能單元的形式實(shí)現(xiàn)。

所述集成的單元如果以軟件功能單元的形式實(shí)現(xiàn)并作為獨(dú)立的產(chǎn)品銷售或使用時(shí)，可以存儲(chǔ)在一個(gè)計(jì)算機(jī)可讀取存儲(chǔ)介質(zhì)中。基于這樣的理解，本發(fā)明的技術(shù)方案本質(zhì)上或者說(shuō)對(duì)現(xiàn)有技術(shù)做出貢獻(xiàn)的部分或者該技術(shù)方案的全部或部分可以以軟件產(chǎn)品的形式體現(xiàn)出來(lái)，該計(jì)算機(jī)軟件產(chǎn)品存儲(chǔ)在一個(gè)存儲(chǔ)介質(zhì)中，包括若干指令用以使得一臺(tái)計(jì)算機(jī)設(shè)備(可為個(gè)人計(jì)算機(jī)、服務(wù)器或者網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等)執(zhí)行本發(fā)明各個(gè)實(shí)施例所述方法的全部或部分步驟。而前述的存儲(chǔ)介質(zhì)包括：U盤(pán)、只讀存儲(chǔ)器(ROM，Read-Only Memory)、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM，Random Access Memory)、移動(dòng)硬盤(pán)、磁碟或者光盤(pán)等各種可以存儲(chǔ)程序代碼的介質(zhì)。

以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。