专利名称：一种自动控制并联电容器投切的svg静态无功补偿装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种静态无功补偿装置，特别是一种可根据电网电压情况自动调 节输出的自动控制并联电容器投切的SVG静态无功补偿装置。
背景技术：
随着电力电子技术的发展，很多冲击性负荷和大容量电动机广泛应用于石油化 工、冶金、电力、煤炭、电气化铁路、风电厂等领域，如何在长距离输电线路上提高线路输电 稳定性、补偿系统无功功率，提高功率因数，降低线损，节能降耗、抑制电压波动、提高电网 质量是行业内非常重视的问题。目前，解决上述问题比较普遍应用的是传统的SVC装置，SVC装置对于提高线路输 电稳定性、补偿系统无功功率，提高功率因数，抑制电压波动、提高电网质量是比较有效的， 但是仍存在一些问题1)响应速度慢；幻抑制电压闪变的能力不会随补偿容量的增加而增 加；3)运行范围受结构的限制；4)占地面积大。发明内容本实用新型的目的是提供一种自动控制并联电容器投切的SVG静态无功补偿装 置，该装置响应速度快，运行范围宽，能够在额定感性到额定容性的范围内进行工作补偿， 且功能多样化、占地面积小。为实现上述目的，本实用新型通过以下技术方案实现一种自动控制并联电容器投切的SVG静态无功补偿装置，包括电压互感器、监控 单元、链式SVG装置，电压互感器采集电网母线电压信号，将电网母线电压信号传递给监控 单元，监控单元向链式SVG装置发出控制信号，链式SVG装置根据控制信号向电网母线输出 适量的无功功率，并控制并联电容器组自动分组投切。所述的链式SVG装置包括三相，每相由多个功率单元串联组成，每个功率单元由 IGBT开关器件反并联二极管组成的半桥结构，再与直流电容并联组成，链式SVG装置通过 连接电抗器与电网母线相连接。所述的链式SVG装置包括三相，每相由多个功率单元串联组成，每个功率单元由 IGBT开关器件反并联二极管组成的H桥结构，再与直流电容并联组成，链式SVG装置通过连 接电抗器与电网母线相连接。所述的链式SVG装置包括三相，每相由多个功率单元串联组成，每个功率单元由 IGBT开关器件反并联二极管组成的全桥结构，再与直流电容并联组成，链式SVG装置通过 连接电抗器与电网母线相连接。与现有技术相比，本实用新型的有益效果是1)响应速度更快；SVG装置响应时间10ms。;传统SVC无功补偿装置响应时间 ^ 20ms ο2)电压闪变抑制能力更强；SVG装置对电压闪变的抑制可以达到5 1，甚至更高。SVC受到响应速度的限制，其抑制电压闪变的能力不会随补偿容量的增加而增加。3)运行范围更宽；SVG装置能够在额定感性到额定容性的范围内工作，所以比SVC的运行范围宽很多。更重要的是，在系统电压变低时，SVG装置还能够输出与额定工况相近 的无功电流。4)补偿功能多样化；SVG装置不仅具有快速补偿系统无功功率的目的，还能够根 据用户实际需要，对负荷谐波电流、负序电流等电能质量问题进行综合补偿。6)占地面积小；由于无需高压大容量的电容器和电抗器做储能元件，SVG装置的 占地面积通常只有相同容量SVC的50%。
图1是自动控制并联电容器投切的SVG静态无功补偿装置的结构图；图2是半桥型功率单元的结构图；图3是H桥型功率单元的结构图；图4是全桥型功率单元的结构图；图5是多个半桥结构功率单元串联的拓扑结构图；图6是多个全桥结构功率单元串联的拓扑结构图。
具体实施方式
SVG是Static Var Generator的简称，是指由自换相的电力半导体桥式变流器来 进行无功补偿的装置，该装置可根据电网电压情况自动调节输出的无功功率，并控制并联 电容器组的自动分组投切。见图1，一种自动控制并联电容器投切的SVG静态无功补偿装置，包括电压互感器 PT、监控单元、链式SVG装置，电压互感器PT采集电网母线电压信号，将电网母线电压信号 传递给监控单元，监控单元向链式SVG装置发出控制信号，链式SVG装置根据控制信号向电 网母线输出适量的无功功率，链式SVG装置通过连接电抗器L与电网母线相连接。见图2，所述的链式SVG装置包括三相，每相由多个半桥型功率单元串联组成，半 桥型功率单元由两个开关器件IGBT和直流侧电容C组成，开关器件IGBTl和IGBT2相串联， 再并联直流电容C，并且开关器件IGBTl和IGBT2分别并联一个反接二极管D1、D2。开关器 件IGBTl与IGBT2的公共端，电容C与IGBT2的公共端作为每个单元的输出端，与其他单元 相连，多个半桥型功率单元组成链式结构，如图5所示，通过连接电抗器L2与电网母线相连 接。见图3，所述的链式SVG装置包括三相，每相由多个H桥型功率单元串联组成，每个 H桥型子单元由四个开关器件IGBTl、IGBT2、IGBT3、IGBT4和直流侧电容C组成，开关器件 IGBTl和IGBT2相串联，开关器件IGBT3和IGBT4相串联，再和直流电容C并联。并且四个 开关器件IGBTl、IGBT2、IGBT3、IGBT4分别并联一个反接二极管Dl、D2、D3、D4。IGBTl与 IGBT2的公共端、IGBT3与IGBT4的公共端为该功率单元与其它功率单元相连接的输入、输 出端，多个H桥型功率单元组成链式结构，如图6所示，链式SVG装置通过连接电抗器L2与 电网母线相连接。见图4，所述的链式SVG装置包括三相，每相由多个全桥型功率单元串联组成，每个功率单元由IGBT开关器件反并联二极管组成的全桥结构，再与薄膜型直流电容并联组 成，链式SVG装置通过连接电抗器与电网母线相连接。
本实用新型装置是以大功率可关断电力电子器件组成的逆变器功率单元为核心 部分组成的高压静止无功发生器。当系统重载电压偏低时，无功补偿装置(SVG)快速调节 输出适量的容性无功，使得系统电压在稳定运行范围之内；如果系统电源偏高，无功补偿 装置(SVG)快速调节输出适量的感性无功，使得系统电压在稳定运行范围之内。当系统负 荷变化导致电压降低时，此时系统所需容性无功减少，SVG装置实时跟踪电压变化情况，通 过控制与电容器组串联的断路器动作控制电容器的投切，使得系统电压在稳定运行范围之 内，从而确保供电系统安全稳定运行。当系统轻载时，电容器退出运行，SVG输出最大感性 无功，如果此时系统电压仍偏高，SVG控制系统可发出越限信号报警。
权利要求1.一种自动控制并联电容器投切的SVG静态无功补偿装置，其特征在于，包括电压互 感器、监控单元、链式SVG装置，电压互感器采集电网母线电压信号，将电网母线电压信号 传递给监控单元，监控单元向链式SVG装置发出控制信号，链式SVG装置根据控制信号向电 网母线输出适量的无功功率，并控制并联电容器组自动分组投切。
2.根据权利要求1所述的一种自动控制并联电容器投切的SVG静态无功补偿装置，其 特征在于，所述的链式SVG装置包括三相，每相由多个功率单元串联组成，每个功率单元由 IGBT开关器件反并联二极管组成的半桥结构，再与直流电容并联组成，链式SVG装置通过 连接电抗器与电网母线相连接。
3.根据权利要求1所述的一种自动控制并联电容器投切的SVG静态无功补偿装置，其 特征在于，所述的链式SVG装置包括三相，每相由多个功率单元串联组成，每个功率单元由 IGBT开关器件反并联二极管组成的H桥结构，再与直流电容并联组成，链式SVG装置通过连 接电抗器与电网母线相连接。
4.根据权利要求1所述的一种自动控制并联电容器投切的SVG静态无功补偿装置，其 特征在于，所述的链式SVG装置包括三相，每相由多个功率单元串联组成，每个功率单元由 IGBT开关器件反并联二极管组成的全桥结构，再与直流电容并联组成，链式SVG装置通过 连接电抗器与电网母线相连接。
专利摘要本实用新型涉及一种自动控制并联电容器投切的SVG静态无功补偿装置，包括电压互感器、监控单元、链式SVG装置，电压互感器采集电网母线电压信号，将电网母线电压信号传递给监控单元，监控单元向链式SVG装置发出控制信号，链式SVG装置根据控制信号向电网母线输出适量的无功功率。本实用新型的优点是响应速度快，运行范围宽，能够在额定感性到额定容性的范围内进行工作补偿，且功能多样化，可根据电网电压情况自动调节无功功率输出并控制并联电容器组自动分组投切，占地面积小。
文档编号H02J3/18GK201839011SQ20102059411
公开日2011年5月18日 申请日期2010年11月5日 优先权日2010年11月5日
发明者刘民庆, 宁文元, 张建军, 张海波, 李旷, 李良杰, 杨双, 杨威, 杨硕, 牛冠青, 王晓敏, 甘景福, 覃朝云, 赵亮, 钱玉春, 陈晏伯, 高俊福, 魏斌, 黄新明 申请人:华北电网有限公司唐山供电公司, 荣信电力电子股份有限公司