有源动态无功功率补偿兼滤波的综合装置

摘要

本发明是一种解决电网系统中电压电流瞬变冲击、提高功率因数并兼顾滤除谐波的综合装置。本发明将无源滤波补偿和有源补偿技术优化结合，利用无源滤波装置进行滤波并进行固定容量的无功功率补偿，利用有源补偿装置的快速动态提供感性或容性无功功率的性能作为动态无功功率调节器快速准确地调节系统的无功功率，以提高系统的功率因数兼顾滤除谐波并解决电压电流闪变波动问题。

权利要求

1.一种解决电网系统中电压电流瞬变冲击、提高功率因数并兼顾滤除谐波的综合装置，包括无源滤波补偿支路和有源补偿电路装置，其特征在于，三支无源滤波和补偿支路长期接入，提供固定的600kvar容性的无功功率并滤除5次、7次、11次谐波；有源补偿电路装置由补偿电流运算电路和补偿电流发生电路组成，补偿电流运算电路根据瞬时无功状况，在几毫秒内快速计算出所需要补偿的无功电流；补偿电流发生电路由电流输出电路、驱动电路、电流跟踪电路和控制电路组成，根据前一时刻所需补偿电流计算值和实际提供补偿电流值，及时提供下一时刻的补偿电流；如果负载的无功功率为0，此时有源补偿电路装置即提供600kvar感性的无功功率与原固定投入补偿的容性无功功率相抵消，使系统的无功功率维持为0；如果负载的无功功率为感性300kvar，此时有源补偿电路装置提供300kvar感性的无功功率，两者感性无功功率之和仍与上述容性无功功率相抵消，保持系统的无功功率仍为0；如果负载的无功功率为感性900kvar，此时有源补偿电路装置提供300kvar容性的无功功率，仍保持系统的无功功率为0；如果负载的无功功率为感性1100kvar，此时有源补偿电路装置提供500kvar容性的无功功率，仍保持系统的无功功率为0。

说明书

有源动态无功功率补偿兼滤波的综合装置

[0001] 所属技术领域

[0002] 本发明涉及一种提高电网质量的装置，它是解决电网系统中电压电流瞬变冲击、提高功率因数并兼顾滤除谐波的综合装置。

背景技术

[0003] 随着工业生产自动化程度的不断提高，非线性负载产生大量高次谐波电流，从而引起电网系统电压和电流波形发生畸变，使电网受到严重污染。电压和电流波形畸变是工矿企业中大功率用电设备运行中常见的问题，它导致用电设备损耗增大、功率因数降低、发生故障或损坏。电压电流瞬变和畸变是一个动态过程，频率快、频次高、冲击大，目前采用投切电容器串联电抗器的方法实现无源滤波和无功功率补偿，其滤波效率、谐波滤除率、补偿效果和响应时间等均不能满足要求，还可能出现支路过载和局部谐波放大而影响系统的可靠性。

发明内容

[0004] 为了克服现有的无源滤波和无功功率补偿的不足，本发明提供一种综合有源补偿和无源滤波补偿相结合的有源无功补偿兼滤波综合装置。

[0005] 本发明所采用的技术方案是：将无源滤波补偿和有源补偿技术优化结合，利用无源滤波补偿装置进行滤波并提供固定容量的无功功率补偿，利用有源补偿装置的快速动态提供感性或容性无功功率的性能作为动态无功功率调节器快速准确地补偿系统的无功功率。

[0006] 本发明的有益效果是，本发明可以提高系统的功率因数兼顾滤除谐波并解决电压电流闪变波动问题，也可避免目前补偿电容器经常损坏的情况。

附图说明

[0007] 图1是本发明的电路原理框图。

具体实施方式

[0008] 下面结合附图和实例数据对本发明作进一步描述。

[0009] 在图1中，三支无源滤波和补偿支路长期接入，提供固定的600kvar容性的无功功率并滤除5次、7次、11次谐波。有源补偿装置主要由所需补偿电流运算电路和补偿电流发生电路组成。所需补偿电流运算电路可以根据瞬时无功状况，在几毫秒时间内快速计算出所需要补偿的无功电流。补偿电流发生电路由电流输出电路、驱动电路、电流跟踪电路和控制电路组成，根据前一时刻所需补偿电流计算值和实际提供补偿电流值，及时提供下一时刻的补偿电流。如果负载的无功功率为0，此时有源补偿装置即提供600kvar感性的无功功率与原固定投入补偿的容性无功功率相抵消，使系统的无功功率维持为0。如果负载的无功功率为感性300kvar，此时有源补偿装置提供300kvar感性的无功功率，两者感性无功功率之和仍与上述容性无功功率相抵消，保持系统的无功功率仍为0。如果负载的无功功率为感性900kvar，此时有源补偿装置提供300kvar容性的无功功率，仍保持系统的无功功率为0。如果负载的无功功率为感性1100kvar，此时有源补偿装置提供500kvar容性的无功功率，仍然使系统的无功功率保持为0。整个工况过程中，本发明可基本消除无功冲击和谐波，系统的无功功率基本保持为0。