专利名称：一种整流器负荷的svc无功预测补偿装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及高压SVC及大电流整流器设备，应用于整流器作为负荷供电电源并需要无功补偿的领域。
背景技术：
SVC静止型无功补偿设备是目前应用最为广泛、技术最为成熟的无功补偿设备，通过控制补偿电抗器支路的晶闸管触发角来调节支路的阻抗值，并与滤波器配合，达到对电力系统供电区域的无功支撑或大型电力用户的无功补偿。SVC应用于电力系统可以增强系统输电能力，提高电力系统稳定性，具有阻尼功率振荡和抑制次同步振荡、功率因数的补偿等功能；SVC应用于大型电力用户可以提高用户的功率因数，节约开支，并稳定母线电压， 抑制谐波注入电力系统。传统方式下，SVC应用于整流器作为供电电源的大型冶金负荷，也采用检测电网电压电流运行参数或直接检测负荷电压电流参数来计算所需补偿量，以控制SVC设备的无功输出。在传统采样计算补偿方式，受采样滤波延时及SVC设备的固有触发方式约束，其响应时间最快为IOms左右。当用户负荷冲击量大且频繁而快速时，则希望无功补偿设备能更加快速地补偿， 以抑制电压闪变，达到最佳的补偿效果。SVG设备可满足用户需求，但目前SVG设备价格远高于SVC设备，故寻求SVC设备新的补偿方式以提高其响应时间，以拓宽SVC设备的应用领域、有效延长SVC设备的服务时间，成为SVC生产厂商的迫切任务。为了使核反应堆得到超高温度，当今最广泛的应用托卡马克装置 (τ ο κ a μ a κ)环状电磁等离子体装置。在近期将由若干工业国家在法国共同来完成这个项目。这个项目的名称为国际热核聚变实验反应堆(ITER)。托卡马克装置是通过电磁系统中的短路绕组和它的温度以及流过它的电流来保证热量的产生(它拥有补充的发热系统)，并在强力电磁场的帮助下确保等离子体的实现。托卡马克电磁系统是用直流电源来保证等离子体的产生并且校正其极性，利用三相桥接线形式的可控硅整流器来完成，整流器连接在动力66kV母线变压器之下。电磁电源系统和等离子体加热系统拥有在脉冲状态下的整流特性。能量即在电磁系统中的储存是在这个过程的最后环节，并在逆变的状态下以整流形式提供给电网。在这个工作过程中会出现大量快速的无功冲击。目前，SVC设备针对整流器负荷的无功预测补偿方式未见报道。
实用新型内容本实用新型的目的是提供一种整流器负荷的SVC无功预测补偿装置，该装置通过直流电源预测负荷无功，完全由SVC装置实现对负荷工作过程中出现的大量快速无功冲击的有效补偿，SVC装置响应时间短，可达到无功功率快速补偿的目的，可有效抑制无功对电网的冲击，消除了电压闪变的发生。[0011]为实现上述目的，本实用新型通过以下技术方案实现一种整流器负荷的SVC无功预测补偿装置，包括整流器控制器、SVC控制器、电压互感器、TCR型补偿电抗器、滤波器，所述的SVC控制器接收整流器控制器发出的预测无功功率信号，并采集滤波器支路断路器的开关状态，同时采集电网电流和电网电压信号，用于无功补偿量的计算，最终以触发角方式实现触发控制补偿。与现有技术相比，本实用新型的有益效果是整流器控制器在计算出触发角的同时计算出负荷即将产生的无功功率，并将该无功功率传输至SVC控制器；SVC设备在无需计算负荷无功功率的情况下，便可预先准确触发进行无功补偿，有效的缩减了 SVC的响应时间，达到无功功率快速补偿的目的。在整流器设备上应用表明，本实用新型无功补偿响应时间可缩短至3ms左右，有效的抑制了无功对电网的冲击，消除了电压闪变的发生。
图1是整流器负荷的SVC无功预测补偿装置的结构框图。
具体实施方式
见图1，一种整流器负荷的SVC无功预测补偿装置，包括整流器控制器、SVC控制
器、电压互感器、TCR型补偿电抗器、滤波器，所述的整流器通过变压器T接于66kV交流母线
上，补偿电抗器及滤波器也接于66kV交流母线上。所述的SVC控制器接收整流器控制器发
出的预测无功功率信号，并采集滤波器支路断路器的开关状态，同时通过电压互感器PT采
集电网电流和电网电压信号，用于无功补偿量的计算，最终以触发角方式实现触发控制补 m
te ο本实用新型整流器负荷的SVC无功预测补偿方法不直接依靠检测系统电压电流来进行无功调节，所以在进行无功补偿时除了需要考虑整流器的负荷无功补偿外，还要根据滤波支路的投入和切除情况进行补偿量的调整，避免在SVC投入和退出过程中引起无功冲击。SVC控制器通过检测滤波器支路的开关状态来判定滤波器支路是否投入工作，当滤波器支路断路器合闸后，Sfcn状态指示为1 ；当滤波器去路断路器分闸后，Sfcn状态值为 0。用各滤波器支路状态量乘以该支路的无功功率固定补偿量然后求和后，得到各滤波支路的无功量。滤波支路的无功量为容性无功。在SVC无功预测补偿方式下，容性无功功率定义为正，感性无功功率定义为负。SVC无功预测补偿方式控制策略是当滤波器支路投入时，SVC需补偿的无功量增大，TCR触发角变小，输出相应感性无功功率；相反当滤波支路切除后，SVC需补偿的无功量减小，TCR触发角变大，输出相应感性无功功率减小。当负荷感性无功增大时，SVC需补偿的无功总量减小，TCR触发角变大，输出相应感性无功功率减小。如果在预测补偿后，系统无功功率出现稳定偏差，则PI调节环节启动，消除补偿的稳定误差。如果SVC设备发出无功功率时刻与整流器产生的无功功率时刻没有配合好，超前补偿或滞后补偿都达不到理想的闪变抑制效果。为保证不出现容性无功功率冲击，而又要得到足够快速的响应时间，最后响应时间确定在3ms ％is，完全达到了防止无功冲击和抑制闪变的补偿效果。将整流器负荷的SVC装置传统补偿方式下的补偿效果与本实用新型整流器负荷的SVC无功预测补偿方式下的补偿效果作了对比实验，结果如下测试条件整流器交流侧电压为113V，直流电流由40kA以1000kA/S速率降为零过程的SVC补偿效果。SVC装置传统补偿方式下，响应时间为IOms左右，完全补偿时间在60ms左右。SVC在无功预测补偿方式下，响应时间仅为3ms ％is，完全补偿时间在20ms左
右ο实验证明该补偿方式与传统的SVC补偿方式相比具有响应时间快的显著特征， 应用在具有快速大容量的无功功率冲击负荷工况下，能有效抑制系统电压闪变问题。
权利要求1. 一种整流器负荷的SVC无功预测补偿装置，其特征在于，包括整流器控制器、SVC控制器、电压互感器、TCR型补偿电抗器、滤波器，所述的SVC控制器接收整流器控制器发出的预测无功功率信号，并采集滤波器支路断路器的开关状态，同时采集电网电流和电网电压信号，用于无功补偿量的计算，最终以触发角方式实现触发控制补偿。
专利摘要本实用新型涉及一种整流器负荷的SVC无功预测补偿装置，其特征在于，包括整流器控制器、SVC控制器、电压互感器、TCR型补偿电抗器、滤波器，所述的SVC控制器接收整流器控制器发出的预测无功功率信号，并采集滤波器支路断路器的开关状态，同时采集电网电流和电网电压信号，用于无功补偿量的计算，最终以触发角方式实现触发控制补偿。优点是可由SVC装置实现对负载工作过程中出现的大量快速无功冲击的有效补偿，SVC装置响应时间短，可达到无功功率快速补偿的目的，可有效抑制无功对电网的冲击，消除了电压闪变的发生。
文档编号H02J3/18GK202004462SQ201120087498
公开日2011年10月5日 申请日期2011年3月29日 优先权日2011年3月29日
发明者司明起, 吴瑶, 安万洙, 左强, 张普红, 徐刚, 时伟, 李海生, 林继如, 焦东亮, 王晓艳, 王飞义, 赵柏品, 金太英, 霍健, 黎军 申请人:北京荣科恒阳整流技术有限公司, 荣信电力电子股份有限公司