專利名稱：基于向量識別的電力系統(tǒng)瞬時無功計(jì)算方法及svc補(bǔ)償裝置的制作方法
基于向量識別的電力系統(tǒng)瞬時無功計(jì)算方法及SVC補(bǔ)償裝
CP3本發(fā)明涉及一種基于向量識別的電力系統(tǒng)瞬時無功計(jì)算方法及該方法所使用的 SVC補(bǔ)償裝置。屬于輸電系統(tǒng)和配電系統(tǒng)設(shè)備節(jié)能控制領(lǐng)域。隨著電力系統(tǒng)的發(fā)展，對無功功率進(jìn)行快速動態(tài)補(bǔ)償?shù)男枨笤絹碓酱?。因此無功 功率的實(shí)時檢測和計(jì)算就成了無功功率補(bǔ)償?shù)年P(guān)鍵技術(shù)。從相關(guān)文獻(xiàn)分析，目前針對無功功率計(jì)算的主要技術(shù)方法有瞬時無功理論方法、 基于傅立葉變換方法、檢測電壓電流相位差等方式，這些方式各有優(yōu)缺點(diǎn)。檢測電壓電流相 位差的方法實(shí)時性差，不能適應(yīng)快速動態(tài)補(bǔ)償?shù)男枨蟆；诟盗⑷~變換方法也需要采集半 個周波的信號，響應(yīng)慢，使用有局限性?；谒矔r無功理論方法能夠?qū)崟r計(jì)算無功功率、響 應(yīng)快，因此廣泛應(yīng)用于快速動態(tài)補(bǔ)償?shù)念I(lǐng)域，例如SVC、STATCOM、APF等。但是瞬時無功理論 本身需要大量用到α β矩陣變換、park變換等算法，計(jì)算方法復(fù)雜，計(jì)算量很大。本發(fā)明克服了上述技術(shù)的不足，提供了一種既能實(shí)時檢測三相無功功率，又計(jì)算 簡單、使用方便的基于向量識別的電力系統(tǒng)瞬時無功計(jì)算方法，同時提供了該方法所使用 的SVC補(bǔ)償裝置。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了下列技術(shù)方案基于向量識別的電力系統(tǒng)瞬時無功計(jì)算方法，包括如下步驟第一步、控制系統(tǒng)在每個電壓過零時刻采集三相系統(tǒng)電壓、三相系統(tǒng)電流、晶體管 相控電抗器TCR電流的正弦波信號當(dāng)前瞬時值；第二步、將每次采集數(shù)據(jù)后利用當(dāng)前瞬時值與1/6個周期前瞬時值通過向量識別 方式得到每個正弦變量的實(shí)部與虛部有效值；第三步、根據(jù)Park變換將各個正弦變量折算到同一坐標(biāo)系下，計(jì)算每相的有功功 率有效分量與無功功率有效分量；第四步、以每相無功功率有效分量當(dāng)做無功補(bǔ)償裝置的補(bǔ)償對象，減少系統(tǒng)母線 中每相的無功功率有效分量。通過變壓器Tl采集三相系統(tǒng)電壓和三相系統(tǒng)電流。一種SVC補(bǔ)償裝置，包括有變壓器Tl，變壓器Tl初級的三相輸入端接在被測系統(tǒng) 的三相母線上，變壓器Tl次級的三相輸出端順次接入濾波器Filter、晶閘管相控電抗器 TCR和電力負(fù)荷Load。所述濾波器Filter由三個電容和三個電感組成，三個電容的一端分別與變壓器 Tl次級的三相輸出端連接，三個電容的另一端分別通過三個電感后連接在一起。所述晶閘管相控電抗器TCR由三個晶閘管組與三個電感間隔設(shè)置后連接成環(huán)狀而形成，每個晶閘管組由反向并聯(lián)在一起的晶閘管組成，每個晶閘管組的首端與每個電感 的尾端之間的節(jié)點(diǎn)作為晶閘管相控電抗器TCR的輸入端，三個輸入端分別與變壓器Tl次級 的三相輸出端連接。所述電力負(fù)荷Load為三個滑動變阻器，三個滑動變阻器一端分別與變壓器Tl次 級的三相輸出端連接，三個滑動變阻器另一端連接在一起。本發(fā)明的有益效果是1、本發(fā)明與以往傳統(tǒng)的無功功率計(jì)算方式相比，既能實(shí)時檢測三相無功功率，又 有計(jì)算簡單、使用方便的優(yōu)點(diǎn)，因此在無功補(bǔ)償領(lǐng)域大量推廣應(yīng)用有十分重要的意義。2、采用本發(fā)明的方法可以提高功率因數(shù)、減少無功分量、降低線路損耗。

圖1為本發(fā)明SVC補(bǔ)償裝置的結(jié)構(gòu)圖。本發(fā)明首先介紹基于向量識別的電力系統(tǒng)瞬時無功計(jì)算方法，包括如下步驟第一步、控制系統(tǒng)在每個電壓過零時刻采集三相系統(tǒng)電壓隊(duì)、隊(duì)、仏，三相系統(tǒng)電流 Ia、Ib、I。，晶體管相控電抗器TCR電流iab、ib。、i。a的正弦波信號當(dāng)前瞬時值；共9個瞬時值。 三相系統(tǒng)電壓和三相系統(tǒng)電流是通過變壓器Tl采集的。第二步、將每次采集數(shù)據(jù)后利用當(dāng)前瞬時值與1/6個周期前瞬時值通過向量識別 方式得到每個正弦變量的實(shí)部與虛部有效值；第三步、根據(jù)Park變換將各個正弦變量折算到同一坐標(biāo)系下，計(jì)算每相的有功 功率有效分量與無功功率有效分量；第四步、以每相無功功率有效分量當(dāng)做無功補(bǔ)償裝置的補(bǔ)償對象，減少系統(tǒng)母線 中每相的無功功率有效分量。下面以一個采集量ν為例，采集量ν為上述9個瞬間值中的一個。在每相電壓過零 時刻采集這9個瞬時值數(shù)據(jù)，三相系統(tǒng)電壓每個周期共有6個過零時刻，每2個過零時刻之 間剛好相差1/6個周期。已知每個正弦波信號本次實(shí)時采樣值與1/6個周期前的采樣值， 可以得到每個正弦波信號實(shí)部與虛部，具體算法如下
權(quán)利要求
1.基于向量識別的電力系統(tǒng)瞬時無功計(jì)算方法，其特征在于包括如下步驟第一步、控制系統(tǒng)在每個電壓過零時刻采集三相系統(tǒng)電壓、三相系統(tǒng)電流、晶體管相控 電抗器(TCR)電流的正弦波信號當(dāng)前瞬時值；第二步、將每次采集數(shù)據(jù)后利用當(dāng)前瞬時值與1/6個周期前瞬時值通過向量識別方式 得到每個正弦變量的實(shí)部與虛部有效值；第三步、根據(jù)Park變換將各個正弦變量折算到同一坐標(biāo)系下，計(jì)算每相的有功功率有 效分量與無功功率有效分量；第四步、以每相無功功率有效分量當(dāng)做無功補(bǔ)償裝置的補(bǔ)償對象，減少系統(tǒng)母線中每 相的無功功率有效分量。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于向量識別的電力系統(tǒng)瞬時無功計(jì)算方法，其特征在于通 過變壓器(Tl)采集三相系統(tǒng)電壓和三相系統(tǒng)電流。
3.—種SVC補(bǔ)償裝置，其特征在于包括有變壓器(Tl)，變壓器(Tl)初級的三相輸入端 接在被測系統(tǒng)的三相母線上，變壓器(Tl)次級的三相輸出端順次接入濾波器(Filter)、晶 閘管相控電抗器(TCR)和電力負(fù)荷(Load)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種SVC補(bǔ)償裝置，其特征在于所述濾波器(Filter)由三個 電容和三個電感組成，三個電容的一端分別與變壓器(Tl)次級的三相輸出端連接，三個電 容的另一端分別通過三個電感后連接在一起。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種SVC補(bǔ)償裝置，其特征在于所述晶間管相控電抗器 (TCR)由三個晶閘管組與三個電感間隔設(shè)置后連接成環(huán)狀而形成，每個晶閘管組由反向并 聯(lián)在一起的晶閘管組成，每個晶閘管組的首端與每個電感的尾端之間的節(jié)點(diǎn)作為晶閘管相 控電抗器(TCR)的輸入端，三個輸入端分別與變壓器(Tl)次級的三相輸出端連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種SVC補(bǔ)償裝置，其特征在于所述電力負(fù)荷(Load)為三個 滑動變阻器，三個滑動變阻器一端分別與變壓器(Tl)次級的三相輸出端連接，三個滑動變 阻器另一端連接在一起。
全文摘要
本發(fā)明公開了基于向量識別的電力系統(tǒng)瞬時無功計(jì)算方法及SVC補(bǔ)償裝置，所述方法包括如下步驟第一步、控制系統(tǒng)在每個電壓過零時刻采集三相系統(tǒng)電壓、三相系統(tǒng)電流、晶體管相控電抗器電流的正弦波信號當(dāng)前瞬時值；第二步、將每次采集數(shù)據(jù)后利用當(dāng)前瞬時值與1/6個周期前瞬時值通過向量識別方式得到每個正弦變量的實(shí)部與虛部有效值；第三步、根據(jù)Park變換將各個正弦變量折算到同一坐標(biāo)系下，計(jì)算每相的有功功率有效分量與無功功率有效分量；第四步、以每相無功功率有效分量當(dāng)做無功補(bǔ)償裝置的補(bǔ)償對象，減少系統(tǒng)母線中每相的無功功率有效分量。本發(fā)明具有實(shí)時檢測三相無功功率，計(jì)算簡單、使用方便等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號H02J3/18GK102118031SQ201010605659
公開日2011年7月6日 申請日期2010年12月25日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月25日
發(fā)明者周治國, 周立專, 張佳麗 申請人:廣東明陽龍?jiān)措娏﹄娮佑邢薰?br>