一種高頻有源電力無功補償裝置的制造方法
【專利摘要】本實用新型提供了一種高頻有源電力無功補償裝置，所述裝置包括斷路器、濾波電感、有源電力濾波器(APF)、靜止無功發(fā)生器(SVG)和軟啟動器；裝置通過斷路器并聯(lián)接入系統(tǒng)；APF部分由H橋變換器和一個濾波電感組成；SVG部分由H橋級聯(lián)多電平變流器和濾波電感組成；APF部分和SVG部分都包含一個軟啟動器，軟啟動器由一個復合開關和充電電阻并聯(lián)組成；APF部分跨接于SVG部分的濾波電感。與現(xiàn)有技術相比，本實用新型提供的一種高頻有源電力無功補償裝置，既能匹配高電壓，又能實現(xiàn)大容量輸出，APF部分跨接于SVG部分的基波連接電感兩端，從電流和電壓兩方面降低了APF部分的容量，降低了成本。
【專利說明】
一種高頻有源電力無功補償裝置
技術領域
[0001]本實用新型涉及配電控制領域，具體涉及一種高頻有源電力無功補償裝置。
【背景技術】
[0002]在配電系統(tǒng)中同時濾除諧波與無功的措施主要分為有源和無源兩種方法。并聯(lián)純有源電力濾波器(APF)是最基本，也是目前世界上應用最廣泛的一種有源電力濾波器，如圖1所示，通過對負載電流中畸變電流和無功電流的跟蹤，向系統(tǒng)注入大小相同的補償電流，使網(wǎng)側(cè)電流成為與電網(wǎng)電壓同相位的基頻正弦波，從而達到凈化電網(wǎng)的目的。并聯(lián)純有源濾波器實質(zhì)上是一個由電壓型逆變器組成的，通過與連接電感耦合控制得到的諧波和無功電流源。從理論上講，應用純有源濾波器是濾除諧波與無功電流的理想裝置，但是從實際應用的角度，高成本、大容量限制了純有源濾波器的廣泛應用。
[0003]隨著國民經(jīng)濟的不斷發(fā)展，電壓等級越來越高，電網(wǎng)容量越來越大，高壓大容量高頻有源電力無功補償裝置的需求日益迫切。為了降低APF的容量和成本，出現(xiàn)了很多不同的結(jié)構，主要有混合有源濾波器和APF與靜止無功發(fā)生器(SVG)相配合的結(jié)構。各種混合有源濾波器在降低APF的容量方面有很大優(yōu)勢，但缺點是對無功補償只能利用無源濾波器的電容器進行無源補償。APF與SVG并聯(lián)運行的拓撲結(jié)構如圖2所示，雖然能達到降低APF容量的目的，但是其容量和成本的下降空間有限。
[0004]綜上，需要提供一種新型高頻有源電力無功補償裝置，既能匹配高電壓，又能實現(xiàn)大容量輸出，還能降低APF的容量。
【實用新型內(nèi)容】
[0005]為了滿足現(xiàn)有技術的需要，本實用新型提供了一種高頻有源電力無功補償裝置。
[0006]本實用新型的技術方案是:
[0007]所述裝置包括斷路器、濾波電感、有源電力濾波器APF部分、靜止無功發(fā)生器SVG部分和軟啟動器；
[0008]所述裝置通過斷路器并聯(lián)接入系統(tǒng)；
[0009]所述有源電力濾波器APF部分由H橋變換器和一個濾波電感組成，所述靜止無功發(fā)生器SVG部分由H橋級聯(lián)多電平變流器和濾波電感組成；
[0010]所述有源電力濾波器APF部分和靜止無功發(fā)生器SVG部分都包含一個軟啟動器；
[0011]每相所述H橋級聯(lián)多電平變流器的一端順次通過一個濾波電感、一個軟啟動器和一個斷路器接入系統(tǒng)，另一端與其余兩相H橋級聯(lián)多電平變換器的另一端連接；
[0012]每相所述H橋變換器的一端通過另一個濾波電感連接于所述的一個濾波電感和所述的一個軟啟動器之間；
[0013]每相所述H橋變換器的另一端通過另一個軟啟動器連接于所述的一個濾波電感與所述H橋級聯(lián)多電平變流器的一端之間。
[0014]優(yōu)選的，所述APF部分跨接于所述SVG部分的濾波電感上。
[0015]優(yōu)選的，所述軟啟動器由一個復合開關和充電電阻并聯(lián)組成。
[0016]優(yōu)選的，所述變換器為電壓源型變換器。
[0017]優(yōu)選的，所述H橋直流側(cè)均接有直流電容，直流電容兩端并聯(lián)一個由開關管和電阻組成的放電支路。
[0018]與最接近的現(xiàn)有技術相比，本實用新型的優(yōu)異效果是:
[0019]本實用新型提供的一種高頻有源電力無功補償裝置，既能匹配高電壓，又能實現(xiàn)大容量輸出，APF部分跨接于SVG部分的基波連接電感兩端，從電流和電壓兩方面降低了 APF部分的容量，降低了成本。
【附圖說明】
[0020]下面結(jié)合附圖對本實用新型進一步說明。
[0021]圖1:并聯(lián)純有源電力濾波器結(jié)構示意圖；
[0022]圖2:APF與SVG并聯(lián)結(jié)構示意圖；
[0023]圖3:本實用新型實施例中一種高頻有源電力無功補償裝置結(jié)構示意圖；
[0024]圖4:本實用新型實施例中待機模式控制示意圖。
[0025]圖5:本實用新型實施例中高頻有源電力無功補償裝置投入系統(tǒng)的過程。
【具體實施方式】
[0026]下面詳細描述本實用新型的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，旨在用于解釋本實用新型，而不能理解為對本實用新型的限制。
[0027]本實用新型提供的一種高頻有源電力無功補償裝置，既能匹配高電壓，又能實現(xiàn)大容量輸出，APF部分跨接于SVG部分的基波連接電感兩端，從電流和電壓兩方面降低了 APF部分的容量，降低了成本。
[0028]本實用新型中高頻有源電力無功補償裝置的具體實施例如圖3所示，具體為:
[0029]該裝置包括斷路器、濾波電感、有源電力濾波器(APF)部分、靜止無功發(fā)生器(SVG)部分和軟啟動器。
[0030]裝置通過斷路器并聯(lián)接入系統(tǒng);APF部分由H橋變換器和一個濾波電感Lh組成；SVG部分由H橋級聯(lián)多電平變流器和濾波電感Lf組成;APF部分和SVG部分都包含一個軟啟動器，軟啟動器由一個復合開關和充電電阻并聯(lián)組成;APF部分跨接于SVG部分的濾波電感Lf。
[0031]本實施例中變換器為電壓源型變換器。
[0032]本實用新型中高頻有源電力無功補償裝置的控制方法為:首先判斷該裝置的工作狀態(tài)，然后依據(jù)工作狀態(tài)選取控制策略;本實施例中該裝置的工作狀態(tài)包括待機模式、APF旁路模式、APF啟動模式、APF諧波補償模式、SVG啟動模式、SVG無功補償模式和SVG最小工作模式。
[0033]丨、待機模式
[0034]如圖4所示，當裝置發(fā)生故障或者需要檢修時，裝置處于待機模式，其控制策略包括:
[0035](I)斷路器B斷開；
[0036](2)變換器閉鎖；
[0037](3)并聯(lián)在直流電容C兩端的開關管I導通，直流電容C通過電阻R放電。
[0038]2、APF旁路模式
[0039](I)APF的軟啟動投入；
[0040](2)APF閉鎖；
[0041](3)并聯(lián)在直流電容C兩端的開關管I斷開。
[0042]APF旁路模式時，相當于濾波電感并聯(lián)了一個大電阻，所以對SVG部分運行不產(chǎn)生影響。
[0043]3、APF啟動模式
[0044]當SVG處于動態(tài)補償模式或者最小工作模式時，APF處于啟動模式，其控制策略包括:
[0045](I)APF通過充電電阻對APF直流電容進行不控整流充電；
[0046](2)當APF直流母線電壓上升到一定幅值時，對APF直流電容進行可控整流充電，直到直流母線電壓達到設定值。
[0047]4、APF諧波補償模式
[0048]當檢查到有諧波電流時時，APF進入補償狀態(tài)。
[0049]5、SVG啟動模式
[0050]高頻有源電力無功補償裝置啟動的第一步是SVG的啟動，其控制策略包括:
[0051](I)SVG軟啟動投入；
[0052](2)SVG閉鎖，APF處于旁路模式；
[0053](3)在SVG直流母線電壓升高到一定值時旁路SVG軟啟動電阻；
[0054](4)SVG可控整流對直流側(cè)電容充電。
[0055]6、SVG動態(tài)補償模式
[0056]當SVG對直流電容充電到額定值，并進入穩(wěn)態(tài)，即可對負載動態(tài)補償無功，這種模式稱為SVG動態(tài)補償模式。
[0057]7、SVG最小工作模式
[0058]為了保證APF能夠吸收到足夠的有功功率以維持直流母線電壓穩(wěn)定，SVG有一個最小輸出電流，即在正常工作情況下SVG的輸出電流不小于這個限值，其控制策略與動態(tài)補償模式時的控制策略相似。
[0059]圖5描述了高頻有源電力無功補償裝置投入系統(tǒng)的過程。
[0060]最后應當說明的是:所描述的實施例僅是本申請一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒旧暾堉械膶嵤├?，本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本申請保護的范圍。
【主權項】
1.一種高頻有源電力無功補償裝置，其特征在于，所述裝置包括斷路器、濾波電感、有源電力濾波器APF部分、靜止無功發(fā)生器SVG部分和軟啟動器； 所述裝置通過斷路器并聯(lián)接入系統(tǒng)； 所述有源電力濾波器APF部分由H橋變換器和一個濾波電感組成，所述靜止無功發(fā)生器SVG部分由H橋級聯(lián)多電平變流器和濾波電感組成； 所述有源電力濾波器APF部分和靜止無功發(fā)生器SVG部分都包含一個軟啟動器； 每相所述H橋級聯(lián)多電平變流器的一端順次通過一個濾波電感、一個軟啟動器和一個斷路器接入系統(tǒng)，另一端與其余兩相H橋級聯(lián)多電平變換器的另一端連接； 每相所述H橋變換器的一端通過另一個濾波電感連接于所述的一個濾波電感和所述的一個軟啟動器之間； 每相所述H橋變換器的另一端通過另一個軟啟動器連接于所述的一個濾波電感與所述H橋級聯(lián)多電平變流器的一端之間。2.如權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述軟啟動器由一個復合開關和充電電阻并聯(lián)組成。3.如權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述變換器為電壓源型變換器。4.如權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述H橋直流側(cè)均接有直流電容，直流電容兩端并聯(lián)一個由開關管和電阻組成的放電支路。
【文檔編號】H02J3/18GK205666622SQ201620051409
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年1月19日
【發(fā)明人】莫桐
【申請人】北京祿智科技股份有限公司