專利名稱：一種高壓穩(wěn)壓型無(wú)功補(bǔ)償系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種電網(wǎng)中補(bǔ)償無(wú)功功率的裝置，尤其涉及一種電網(wǎng)中高壓穩(wěn)壓 型無(wú)功功率補(bǔ)償系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
電網(wǎng)中的許多用電設(shè)備是根據(jù)電磁感應(yīng)原理工作的。它們?cè)谀芰哭D(zhuǎn)換過(guò)程中建立 交變磁場(chǎng)，在一個(gè)周期內(nèi)吸收的功率和釋放的功率相等，這種功率叫無(wú)功功率。電力系統(tǒng) 中，不但有功功率平衡，無(wú)功功率也要平衡。在一定的有功功率下，用電企業(yè)的功率因數(shù)越 小，則所需的無(wú)功功率越大。如果無(wú)功功率不是由電容器提供，則必須由輸電系統(tǒng)供給，為 滿足用電的要求，供電線路和變壓器的容量就需增大。這樣，不僅增加供電投資，降低設(shè)備 利用率，也將增加線路損耗。為此，國(guó)家供用點(diǎn)規(guī)則規(guī)定無(wú)功電力應(yīng)就地平衡，用戶應(yīng)在提 高用電自然功率因數(shù)的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)和安裝無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備，并做到隨其負(fù)荷和電壓變動(dòng)及 時(shí)投入或切除，防止無(wú)功倒送。當(dāng)前，國(guó)內(nèi)外廣泛采用并聯(lián)電容器作為無(wú)功補(bǔ)償裝置。這種裝置安裝方便、建設(shè)周 期短、造價(jià)低、運(yùn)行維護(hù)簡(jiǎn)便。采用并聯(lián)電容器進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償?shù)闹饕饔糜刑岣吖β室驍?shù)； 降低輸電線及變壓器的損耗；改善電壓質(zhì)量；提高設(shè)備出力。電力部門也對(duì)電壓無(wú)功管理 投入了大量資金，開發(fā)了多種電壓無(wú)功管理軟件。但是，目前的無(wú)功調(diào)節(jié)手段也存在一些問(wèn)題，一方面，電容在運(yùn)行中過(guò)電壓、過(guò)電 流、壽命短，使得電壓無(wú)功管理軟件不能發(fā)揮應(yīng)有的作用，電壓無(wú)功管理相對(duì)落后、線損偏 大；另一方面，常規(guī)無(wú)功補(bǔ)償裝置多以功率因數(shù)、功率因數(shù)和低壓側(cè)電壓為目標(biāo)采取九區(qū)圖 的控制策略，電壓無(wú)功調(diào)節(jié)手段落后。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，提供一種高壓穩(wěn)壓型無(wú)功功率補(bǔ) 償系統(tǒng)，通過(guò)改變電容器、電抗器端電壓的方法來(lái)改變電容器、電抗器輸入容量，解決電容 器頻繁的投切對(duì)系統(tǒng)造成沖擊的問(wèn)題。為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型提供了一種高壓穩(wěn)壓型無(wú)功功率補(bǔ)償系統(tǒng)，包括 并聯(lián)電容器、并聯(lián)電抗器，還包括檢測(cè)單元、信號(hào)調(diào)整單元、DSP控制單元、比較單元、開入開 出單元、給定單元和自耦調(diào)壓器；所述檢測(cè)單元輸出信號(hào)接所述信號(hào)調(diào)理單元輸入端，所述信號(hào)調(diào)理單元輸出端接 所述DSP控制單元的輸入端，所述DSP控制單元的輸出端接所述比較單元的輸入端，所述給 定單元的輸出端接所述比較單元的輸入端，所述比較單元的輸出端接所述開入開出單元的 輸入端，所述開入開出單元的輸出端接所述自耦調(diào)壓器的輸入端，所述自耦調(diào)壓器的輸出 端分別接所述并聯(lián)電容器和所述并聯(lián)電抗器。上述的高壓穩(wěn)壓型無(wú)功功率補(bǔ)償系統(tǒng)，所述檢測(cè)單元由連接高壓側(cè)電壓信號(hào)和電 流信號(hào)的高壓檢測(cè)單元以及連接低壓側(cè)電壓信號(hào)和所述自耦調(diào)壓器下側(cè)電流信號(hào)的低壓檢測(cè)單元組成。本實(shí)用新型高壓穩(wěn)壓型無(wú)功功率補(bǔ)償系統(tǒng)，通過(guò)采用電容器電抗器固定接入辦 法，通過(guò)改變電容器、電抗器端電壓的方法來(lái)改變電容器、電抗器輸入容量，解決了電容器 頻繁的投切對(duì)系統(tǒng)造成沖擊，該投切滯后調(diào)節(jié)為實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)，并在控制器策略上做了改進(jìn)，采 用四區(qū)的控制策略，只需要設(shè)定電壓的上、中、下限，控制器變自動(dòng)的判斷系統(tǒng)工況，并根據(jù) 實(shí)際工況自動(dòng)調(diào)節(jié)。

通過(guò)
以下結(jié)合附圖對(duì)其示例性實(shí)施例進(jìn)行的描述，本實(shí)用新型上述特征和優(yōu)點(diǎn)將 會(huì)變得更加清楚和容易理解。圖1為高壓穩(wěn)壓型無(wú)功補(bǔ)償系統(tǒng)的系統(tǒng)構(gòu)成示意圖；圖2為高壓穩(wěn)壓型無(wú)功補(bǔ)償系統(tǒng)的控制方案示意圖；圖3為本實(shí)用新型高壓穩(wěn)壓型無(wú)功補(bǔ)償系統(tǒng)的控制流程圖；圖中1-高壓檢測(cè)單元，2-低壓檢測(cè)單元，3-信號(hào)調(diào)理單元，4-DSP控制單元，5_給 定單元，6-比較單元，7-開入開出單元，8-自耦調(diào)壓器，9-并聯(lián)電容器，10-并聯(lián)電抗 器，11-高壓側(cè)電壓信號(hào)，12-高壓側(cè)電流信號(hào)，13-低壓側(cè)電壓信號(hào)，14-自耦調(diào)壓器下 側(cè)電流信號(hào)。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖1、2和3對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。如圖1高壓穩(wěn)壓型無(wú)功補(bǔ)償系統(tǒng)系統(tǒng)構(gòu)成示意圖，高壓穩(wěn)壓型無(wú)功補(bǔ)償系統(tǒng)包括 并聯(lián)電容器9、并聯(lián)電抗器10，還包括檢測(cè)單元、信號(hào)調(diào)整單元3、DSP控制單元4、比較單元 6、開入開出單元7、給定單元5和自耦調(diào)壓器8 ；其中，檢測(cè)單元輸出信號(hào)接信號(hào)調(diào)理單元3 輸入端，信號(hào)調(diào)理單元3輸出端接DSP控制單元4的輸入端，DSP控制單元4的輸出端接比 較單元6的輸入端，給定單元5的輸出端接比較單元6的輸入端，比較單元6的輸出端接開 入開出單元7的輸入端，開入開出單元7的輸出端接自耦調(diào)壓器8的輸入端，自耦調(diào)壓器8 的輸出端分別接并聯(lián)電容器9和并聯(lián)電抗器10。檢測(cè)單元由連接高壓側(cè)電壓信號(hào)11和電 流信號(hào)12的高壓檢測(cè)單元1以及連接低壓側(cè)電壓信號(hào)13和自耦調(diào)壓器8下側(cè)電流信號(hào)14 的低壓檢測(cè)單元2組成。在實(shí)際運(yùn)用中高壓檢測(cè)單元11接自用戶高壓PT 二次側(cè)、12接自 高壓CT 二次側(cè)，低壓檢測(cè)單元13接至用戶低壓PT 二次側(cè)、自耦調(diào)壓器下檢測(cè)電流信號(hào)接 自耦調(diào)壓器8下方的CT 二次側(cè)。如圖2和圖3所示，本實(shí)用新型高壓穩(wěn)壓型無(wú)功補(bǔ)償系統(tǒng)是以高壓的電壓為控制 目標(biāo)，將高壓側(cè)電壓信號(hào)11調(diào)整到給定的范圍內(nèi)。其控制方式為以高壓側(cè)電壓信號(hào)11為 基準(zhǔn)，采用四區(qū)的控制策略，通過(guò)給定單元5設(shè)定電壓信號(hào)的上、中、下限。在電壓信號(hào)低于下限時(shí)間，DSP控制單元4發(fā)出控制信號(hào)經(jīng)過(guò)開入開出單元7放 大，然后調(diào)節(jié)自耦變壓器8來(lái)控制并聯(lián)電容器9合閘使電壓穩(wěn)定在下限和中限之間；在電壓信號(hào)在中限和上限之間時(shí)，DSP控制單元4發(fā)出控制信號(hào)經(jīng)過(guò)開入開出單 元7放大后控制并聯(lián)電容器9分閘；[0021]在電壓信號(hào)高于上限時(shí)，DSP控制單元4發(fā)出控制信號(hào)經(jīng)過(guò)開入開出單元7放大， 然后調(diào)節(jié)自耦變壓器8來(lái)控制并聯(lián)電抗器10合閘使電穩(wěn)定在中限和上限之間；在電壓信號(hào)在下限和中限時(shí)，DSP控制單元4發(fā)出控制信號(hào)經(jīng)過(guò)開入開出單元7放 大后控制并聯(lián)電抗器9分閘。實(shí)施例為了穩(wěn)定風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)的電壓水平并同時(shí)保證該風(fēng)電場(chǎng)在整個(gè)出力范圍內(nèi)均能正 常運(yùn)行，在風(fēng)電場(chǎng)升壓變低壓側(cè)安裝具有自動(dòng)調(diào)節(jié)能力的高壓穩(wěn)壓型無(wú)功補(bǔ)償系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn) 小步長(zhǎng)或連續(xù)調(diào)節(jié)。高壓穩(wěn)壓型無(wú)功補(bǔ)償系統(tǒng)的調(diào)節(jié)步長(zhǎng)按照1. 0 2. 5Mvar選取，動(dòng)作 響應(yīng)時(shí)間小于等于2s?？紤]到一定的安全裕度，高壓穩(wěn)壓型無(wú)功補(bǔ)償系統(tǒng)容量的取值范圍 可取為感性IOMvar 容性20Mvar。按系統(tǒng)高壓側(cè)控制目標(biāo)為控制策略來(lái)調(diào)節(jié)高壓穩(wěn)壓型 無(wú)功補(bǔ)償系統(tǒng)，系統(tǒng)的高壓側(cè)的電壓為10kV。當(dāng)高壓側(cè)電壓為10. 5kV時(shí)間，投入一定的容量的感性無(wú)功，即DSP控制單元4發(fā) 出控制信號(hào)經(jīng)過(guò)開入開出單元7放大，然后調(diào)節(jié)自耦變壓器8來(lái)控制并聯(lián)電抗器10合閘， 使升壓變IOkV母線電壓不超過(guò)10. 5kV ；當(dāng)升壓變IOkV側(cè)電壓低于10. 2kV時(shí)間，DSP控制單元4發(fā)出控制信號(hào)經(jīng)過(guò)開入開 出單元7放大后控制并聯(lián)電抗器9分閘，使得升壓變10 kV側(cè)維持在10. 2kV 10. 5kV之 間；當(dāng)升壓變IOkV側(cè)電壓低于IOkV時(shí)間，根據(jù)風(fēng)電場(chǎng)與系統(tǒng)交換無(wú)功功率大小，投入 一定的容性無(wú)功，即DSP控制單元4發(fā)出控制信號(hào)經(jīng)過(guò)開入開出單元7放大，然后調(diào)節(jié)自耦 變壓器8來(lái)控制并聯(lián)電容器9合閘，使電壓穩(wěn)定在下限和中限之間，也就是說(shuō)使升壓變IOkV 側(cè)電壓不低于10kV。當(dāng)升壓變IOkV側(cè)電壓在10kV 10. 2kV之間時(shí)間，退去全部的感性無(wú)功。需要注意的是，以上內(nèi)容是結(jié)合具體的實(shí)施方式對(duì)本實(shí)用新型所作的進(jìn)一步詳細(xì) 說(shuō)明，不能認(rèn)定本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
僅限于此，在本實(shí)用新型的上述教導(dǎo)下，本領(lǐng)域 技術(shù)人員可以在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上進(jìn)行各種改進(jìn)和變形，而這些改進(jìn)或者變形落在本實(shí) 用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白，上面的具體描述只是為了解釋本實(shí)用新 型的目的，并非用于限制本實(shí)用新型。本實(shí)用新型的保護(hù)范圍由權(quán)利要求及其等同物限定。
權(quán)利要求1.一種高壓穩(wěn)壓型無(wú)功功率補(bǔ)償系統(tǒng)，包括并聯(lián)電容器、并聯(lián)電抗器，其特征在于，還 包括檢測(cè)單元、信號(hào)調(diào)整單元、DSP控制單元、比較單元、開入開出單元、給定單元和自耦調(diào) 壓器；所述檢測(cè)單元輸出信號(hào)接所述信號(hào)調(diào)理單元輸入端，所述信號(hào)調(diào)理單元輸出端接所 述DSP控制單元的輸入端，所述DSP控制單元的輸出端接所述比較單元的輸入端，所述給定 單元的輸出端接所述比較單元的輸入端，所述比較單元的輸出端接所述開入開出單元的輸 入端，所述開入開出單元的輸出端接所述自耦調(diào)壓器的輸入端，所述自耦調(diào)壓器的輸出端 分別接所述并聯(lián)電容器和所述并聯(lián)電抗器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高壓穩(wěn)壓型無(wú)功功率補(bǔ)償系統(tǒng)，其特征在于，所述檢測(cè)單元 由連接高壓側(cè)電壓信號(hào)和電流信號(hào)的高壓檢測(cè)單元以及連接低壓側(cè)電壓信號(hào)和所述自耦 調(diào)壓器下側(cè)電流信號(hào)的低壓檢測(cè)單元組成。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種高壓穩(wěn)壓型無(wú)功功率補(bǔ)償系統(tǒng)，包括并聯(lián)電容器、并聯(lián)電抗器，還包括檢測(cè)單元、信號(hào)調(diào)整單元、DSP控制單元、比較單元、開入開出單元、給定單元和自耦調(diào)壓器。本實(shí)用新型高壓穩(wěn)壓型無(wú)功功率補(bǔ)償系統(tǒng)采用電容器電抗器固定接入辦法，通過(guò)改變電容器、電抗器端電壓的方法來(lái)改變電容器、電抗器輸入容量，解決了電容器頻繁的投切對(duì)系統(tǒng)造成沖擊，該投切滯后調(diào)節(jié)為實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)，并在控制器策略上做了改進(jìn)，采用四區(qū)的控制策略，只需要設(shè)定電壓的上、中、下限，控制器變自動(dòng)的判斷系統(tǒng)工況，并根據(jù)實(shí)際工況自動(dòng)調(diào)節(jié)。
文檔編號(hào)H02J3/18GK201887481SQ20102067937
公開日2011年6月29日 申請(qǐng)日期2010年12月24日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月24日
發(fā)明者劉青松, 鄭斌 申請(qǐng)人:上海追日電氣有限公司