CN106786580B - 电压补偿装置 - Google Patents
电压补偿装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN106786580B CN106786580B CN201611142021.2A CN201611142021A CN106786580B CN 106786580 B CN106786580 B CN 106786580B CN 201611142021 A CN201611142021 A CN 201611142021A CN 106786580 B CN106786580 B CN 106786580B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- voltage
- controller
- sapf
- compensation
- voltage compensation
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 19
- 238000005070 sampling Methods 0.000 claims description 16
- 238000013021 overheating Methods 0.000 claims description 10
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims description 9
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 6
- 238000004422 calculation algorithm Methods 0.000 abstract description 5
- 238000013461 design Methods 0.000 abstract description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 21
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 10
- 238000004146 energy storage Methods 0.000 description 7
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 5
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 4
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 3
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 3
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 3
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 2
- 238000005034 decoration Methods 0.000 description 2
- 230000006870 function Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 2
- 102100034213 ATPase family protein 2 homolog Human genes 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 230000008439 repair process Effects 0.000 description 1
- 108010091193 spermatogenesis associated factor Proteins 0.000 description 1
- 230000001960 triggered effect Effects 0.000 description 1
- 238000012795 verification Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
- H02J3/01—Arrangements for reducing harmonics or ripples
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E40/00—Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
- Y02E40/20—Active power filtering [APF]
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
Abstract
本发明公开了一种电压补偿装置。其中，该装置包括：串联连接的多个有源电力滤波器SAPF；第一控制器，用于生成控制指令，其中，所述控制指令用于指示投入运行的SAPF的运行数量和补偿电压；多个第二控制器，与所述第一控制器相连，其中，每个所述第二控制器分别与一个所述SAPF连接，所述第二控制器用于在所述控制指令的触发下，控制与所述运行数量对应的SAPF按照各自的补偿电压对电网进行补偿。本发明解决了高压大容量场合下进行谐波电压补偿的拓扑、控制算法及硬件电路设计复杂的技术问题。
Description
技术领域
本发明涉及电力传输领域，具体而言，涉及一种电压补偿装置。
背景技术
串联型的有源滤波器作为一种补偿电网谐波电压的定制电力设备，已有较多的研究与应用。其一般拥有单独的采样、控制等模块，可以在电网侧出现电压质量问题时，数个毫秒内迅速的注入一个相反的补偿电压，保证了敏感负荷的正常运行。然而，在高压大容量场合下，传统的变流器结构面临着容量和开关频率之间的矛盾，无法直接应用于电压质量问题的治理。在低压应用场合的谐波补偿中现有技术采用如图1和图2所示的SAPF装置。
图1是根据现有技术的一种三单相拓扑结构的SAPF装置的示意图，如图1所示，以三相电路中的A相为例，将四个逆变器T11、T21、T31、以及T41桥接，其中，将逆变器T11与T31串联，将逆变器T21与T41串联，并将上述串联后的两组逆变器与储能电容Vdc1并联，在三相电网电路中的A相电路中串接一个变压器，将电网中的该相电路由原电压vsa调整为vLa,其中，该变压器先与一电容先并联，再串联一个电感组成一个滤波器，将该滤波器带电感的一端接入逆变器T21与T41之间，将该滤波器无电感一端接入逆变器T11与T31之间，另外对于该三相电网的另外B、C两相也接入同样的SAPF，在此不再赘述，通过该上述连接方法，组成基于三相四线式结构的SAPF。
图2是根据现有技术的一种三相四线式拓扑结构的SAPF装置的示意图，如图2所示。将六个逆变器T1、T2、T3、T4、T5、以及T6桥接，其中，将逆变器T1与T4串联，将逆变器T3与T6串联，将逆变器T5与T2串联，将两个储能电容
串联，并将串联好的多组逆变器和串联好的储能电容与另一储能电容Vdc并联，标记逆变器T1与T4之间存在连接点a,标记逆变器T3与T6之间存在连接点b，标记逆变器T5与T2之间存在连接点c，标记两个储能电容
之间存在连接点m，在电网电路的三相电路中分别串联一个变压器，以其中A相为例，电网的该相电路可以将原有的电压vsa通过变压器调整为vLa。其中，每个与电网电路中的变压器相对的另一端并联接入一电容后再串接一电感，组成与三相电路中每相对应的三组滤波电路，再将每组滤波电路中接有电感的一端分别接到对应的连接点a、b、以及c上，将每组滤波电路中无电感的一端串联在一起后接到连接点m上，组成三相四线式结构的SAPF。
针对上述在高压大容量场合下进行谐波电压补偿的拓扑、控制算法及硬件电路设计复杂，目前尚未提出有效的解决方案。
发明内容
本发明实施例提供了一种电压补偿装置，以至少解决高压大容量场合下进行谐波电压补偿的拓扑、控制算法及硬件电路设计复杂的技术问题。
根据本发明实施例的一个方面，提供了一种电压补偿装置,包括：串联连接的多个有源电力滤波器SAPF；第一控制器，用于生成控制指令，其中，所述控制指令用于指示投入运行的SAPF的运行数量和补偿电压；多个第二控制器，与所述第一控制器相连，其中，每个所述第二控制器分别与一个所述SAPF连接，所述第二控制器用于在所述控制指令的触发下，控制与所述运行数量对应的SAPF按照各自的补偿电压对电网进行补偿。
进一步地，所述第一控制器中设置有：信息采集接口，用于采集电网中的电压信息；分配单元，与所述信息采集接口相连，用于根据所述电压信息生成所述控制指令。
进一步地，所述信息采集接口与电压采样装置连接，用于基于所述电压采样装置的采样电压，得到所述电压信息。
进一步地，所述第一控制器中还设置有：第一通信单元，与所述多个第二控制器连接，用于接收所述第二控制器上传的SAPF的运行状态。
进一步地，所述分配单元包括：数量分配模块，用于根据所述电压信息和电网的运行模式，并确定投入运行的SAPF的运行数量；电压分配模块，用于根据所述电压信息和确定出的运行数量，为所述投入运行的SAPF分配补偿电压。
进一步地，所述第二控制器中设置有：状态采集接口，与所述SAPF相连接，用于采集所述SAPF的运行状态；第二传输单元，连接于所述状态采集接口与所述第一控制器之间，用于将所述运行状态上传至所述第一控制器。
进一步地，所述SPAF为三相有源电力滤波器。
进一步地，多个所述有源电力滤波器的容量全部相同。
进一步地，所述第一控制器中还设置有：软件过压故障处理装置，用于在电压补偿装置出现过压故障的情况下，启动过压保护，以暂停电压补偿装置运行；软件过流故障处理装置，用于在电压补偿装置出现过流故障的情况下启动过流保护，以暂停电压补偿装置运行；过热故障处理装置，用于在装置硬件部分出现温度过高的情况下启动过热保护，以暂停电压装置运行。
进一步地，所述电压补偿装置至少包括所述第一控制器和所述第二控制器两层控制器。
进一步地，所述多个有源电力滤波器SAPF按照预定顺序排列，其中，所述第一控制器和一个所述第二控制器集成在第一台SAPF上，所述多个SAPF中除所述第一台SAPF之外的每个SAPF上集成一个所述第二控制器。
在本发明实施例中，将多个有源滤波器SAPF通过串联接法连接在一起，再与电网中的电路相连，在进行串联连接前，先将第二控制器与对应的SAPF一一连接，再将多个第二控制器与第一控制器相连，其中，第一控制器用于生成控制指令，通过控制指令，指示投入运行的SAPF的运行数量和补偿电压,并通过连接关系将该控制指令发送至第二控制器，触发第二控制器控制与运行数量对应的SAPF，使SAPF按照对应的补偿电压对电网进行补偿。通过第一控制器发出的控制指令，集中控制多个串联的SAPF的运行数量和每个运行的SAPF对电网进行补偿的补偿电压值，实现高压大容量场合下电压谐波的补偿功能，进而解决了高压大容量场合下进行谐波电压补偿的拓扑、控制算法及硬件电路设计复杂的技术问题。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是根据现有技术的一种三单相拓扑结构的SAPF装置的示意图；
图2是根据现有技术的一种三相四线式拓扑结构的SAPF装置的示意图；
图3是根据本发明实施例的一种电压补偿装置的示意图一；
图4是根据本发明实施例的一种可选的SAPF的单相结构等效电路的示意图；
图5是根据本发明实施例的一种可选的SAPF阵列的示意图；
图6是根据本发明实施例的一种电压补偿装置的示意图二；
图7(a)是根据本发明实施例的一种电网电压仿真波形的示意图；
图7(b)是根据本发明实施例的一种经过SAPF1补偿后的电网波形的示意图；
图7(c)是根据本发明实施例的一种经过SAPF2补偿后的电网波形的示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列单元的***、产品或设备不必限于清楚地列出的那些单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
图3是根据本发明实施例的一种电压补偿装置的示意图一，如图3所示，电压补偿装置包括：第一控制器31，第二控制器33，有源电力滤波器SAPF35。串联连接的多个有源电力滤波器SAPF；第一控制器，用于生成控制指令，其中，控制指令用于指示投入运行的SAPF的运行数量和补偿电压；多个第二控制器，与第一控制器相连，其中，每个第二控制器分别与一个SAPF连接，第二控制器用于在控制指令的触发下，控制与运行数量对应的SAPF按照各自的补偿电压对电网进行补偿。
可选地，电压补偿装置中至少包括三个有源电力滤波器SAPF。
在上述实施例中，将多个有源滤波器SAPF通过串联接法连接在一起，再与电网中的电路相连，在进行串联连接前，先将第二控制器与对应的SAPF一一连接，再将多个第二控制器与第一控制器相连，其中，第一控制器用于生成控制指令，通过控制指令，指示投入运行的SAPF的运行数量和补偿电压,并通过连接关系将该控制指令发送至第二控制器，触发第二控制器控制与运行数量对应的SAPF，使SAPF按照对应的补偿电压对电网进行补偿。通过第一控制器发出的控制指令，集中控制多个串联的SAPF的运行数量和每个运行的SAPF对电网进行补偿的补偿电压值，可以根据电压或容量等级的需求灵活的配置补偿模块(即上述的有源滤波器SAPF)，实现了高压大容量场合下电网谐波电压的补偿，进而解决了高压大容量场合下进行谐波电压补偿的拓扑、控制算法及硬件电路设计复杂的技术问题。
需要说明的是，SAPF，即Series Active Power Fiter,是一种串联型的有源滤波器，主要串联于电网与敏感负荷之间，SAPF本身由单相或三相逆变桥、LC滤波器、直流端储能及串联变压器组成，其SAPF的单相结构等效电路如图4所示。
图4是根据本发明实施例的一种可选的SAPF的单相结构等效电路的示意图，如图4所示，VSC，即Vottage Source Conver,电压源变换器，可以把直流电压变换成交流电压，也可称为逆变器，但是可以双向传输功率，其中，交流电压的幅值、相角和频率可控。电压源变换器与电阻R1、电感L1、电容C1、以及电阻RC组成串联回路，即直流母线电路，并在电容C1、以及电阻RC处并联接入变压器，变压器的另一端串联接入电网电路。在电网电路中按照电流iS的方向，使电网的原有电压vS，在电流iS经过变压器时接收补偿谐波电压vC，得到补偿后的电压vL，另外，在直流母线电路中电流i1自VSC发出，从电阻R1处流入直流母线电路，并在流经变压器后,返回VSC中。
其中，直流母线端的VSC用以支撑逆变桥直流母线电压，另外，电阻R1、电感L1、电容C1、以及电阻RC组成LC滤波器，LC滤波器用以滤除逆变桥交流侧的高次谐波电压，串联变压器用以将电压补偿装置本体与电网进行隔离。
电压补偿装置采用串联型有源滤波器的运行原理及特点为：
(1)电压补偿装置对电网电压等信息实行本地采样，并对电网电压信号通过park变换分离出相应的基波电压和谐波电压，将谐波电压信号作为SAPF装置控制的参考电压信号。其中，park变换，即park transformation,是现在占主流地位的交流电机分析计算时的基本变换。
(2)电压补偿装置对谐波参考电压进行跟踪补偿，输出相应的谐波补偿电压，保证敏感负荷侧电压满足运行要求。
(3)电压补偿装置的直流母线储能从电网吸收能量，以弥补变流器由于损耗等原因造成的能量损失，为装置提供直流母线电压支撑。
作为一种可选的实施例，第一控制器中设置有：信息采集接口，用于采集电网中的电压信息；分配单元，与信息采集接口相连，用于根据电压信息生成控制指令。
具体地，第一控制器中还设置有信息采集接口，使第一控制器能够通过第一采集接口对设备所在电网进行电压采样，并根据电压采样信息获取电网的电压信息；另外，第一控制器中还设置有分配单元，该分配单元与信息采集接口相连接，使分配单元可以根据采集接口采集的电压信息生成对应的控制指令。通过采集的电压信息生成控制指令，可以让设备灵活地对不同电压的电网选择对应的控制指令，使控制指令的选择更加灵活，方便。
在一种可选的实施例中，信息采集接口与电压采样装置连接，用于基于电压采样装置的采样电压，得到电压信息。
可选地，第一控制器中的信息采集接口与电压采样装置连接，将第一控制器通过电压采样接口采集的电压采样转换为能够被控制器内其他装置识别的电压信息。
可选地，第一控制器中还设置有：第一通信单元，与多个第二控制器连接，用于接收第二控制器上传的SAPF的运行状态。
具体地，在第一控制器中还设置有第一通信单元，该通信单元将第一控制器与多个第二控制器相连，使第一控制器可以通过该第一通信单元接收由第二控制单元上传的SAPF的运行状态信息。通过第一通信单元，可以使第一控制器能够准确的对SAPF的运行状态进行准确的监控，保障第一控制器所生成控制指令的准确。
在一种可选的实施例中，分配单元包括：数量分配模块，用于根据电压信息和电网的运行模式，并确定投入运行的SAPF的运行数量；电压分配模块，用于根据电压信息和确定出的运行数量，为投入运行的SAPF分配补偿电压。
需要说明的是，在第一控制器中的分配单元内还设置有数量分配模块和电压分配模块，其中，数量分配模块可以使分配单元根据采集到的电网的电压信息，和预先设定的电网的运行模式，从预定的对应关系中，选取与电网的电压信息，以及电网的运行模式对应的SAPF运行数量，并生成相应的数量控制指令，控制电压补偿装置中对应数量的SAPF进入运行状态，其中，每个SAPF向电路发出的补偿电压由分配单元中的电压分配模块确定。该电压分配模块，根据采集到的电网的电压信息和数量分配模块确定的SAPF运行数量，通过计算得出每个投入运行的SAPF所需向电网提供的补偿电压，并根据该补偿电压生成相应的电压控制指令，为投入运行的SAPF分配补偿电压。
可选地，通过分配单元内的数量分配模块和电压分配模块，将分配单元生成的控制指令分为与数量分配模块对应的数量控制指令，和与电压分配模块分对应的电压控制指令，使电压补偿装置可以根据数量控制指令选择投入运行的SAPF数量，根据电压控制指令控制每个投入运行的SAPF向电网输出的补偿电压，从而可以使电压补偿装置通过数量分配模块和电压分配模块灵活地选择SAPF，来应对多种电网状态的电压补偿。
可选地，电压分配模块为每个投入运行的SAPF分配的补偿电压可以是相同的，通过控制每个投入运行的SAPF输出相同的补偿电压可以便于电压补偿装置的控制。
可选地，电压分配模块为每个投入运行的SAPF分配的补偿电压可以是不同的。其中，数量分配模块可以根据采集到的电网的电压信息，和预先设定的电网的运行模式从预定的对应关系中选取投入运行的SAPF数量，其中，该投入运行的SAPF数量可以包括多组数量，例如，该投入运行的SAPF数量可以包括第一数量，第二数量，以及第三数量等多组数量，电压分配模块分别为每组数量的SAPF分配对应的补偿电压，其中，为每组数量的SAPF分配的补偿电压可以是不同的，通过控制不同数量的投入运行的SAPF输出不同的补偿电压，使电压补偿装置可以灵活地应对不同需求的待补偿电网。
在一个可选的实施例中，第二控制器中设置有：状态采集接口，与SAPF相连接，用于采集SAPF的运行状态；第二传输单元，连接于状态采集接口与第一控制器之间，用于将运行状态上传至第一控制器。
具体地，每个第二控制器中均设置有状态采集接口，该状态采集接口与SAPF相连接，通过该状态采集接口采集记录有SAPF的运行状态的信息；另外，第二控制器内还设有第二传输装置，该第二传输装置连接于状态采集接口与第一控制器之间，可以将记录有SAPF的运行状态的信息传送至第一控制器内，便于第一控制器对SAPF设备的准确监控。
可选地，SAPF为三相有源电力滤波器。
可选地，多个有源电力滤波器的容量全部相同。使用相同容量的有源电力滤波器，可以便于采用模块化的产品，也便于电压补偿装置的日常维护和修理。
可选地，在第一控制器中还设置有故障处理装置，可以在电压补偿装置产生故障的情况下，生成对应的保护指令，暂停电压补偿装置运行。
可选地，故障处理装置可以在电压补偿装置产生故障的情况下，生成关闭电源停止补偿的指令，避免由有设备故障而带来的例如烧毁电压补偿装置的风险。
在一个可选地实施例中，第一控制器中还设置有：软件过压故障处理装置，用于在电压补偿装置出现过压故障的情况下，启动过压过流保护，以暂停电压补偿装置运行；软件过流故障处理装置，用于在电压补偿装置出现过流故障的情况下启动过流保护，以暂停电压补偿装置运行；过热故障处理装置，用于在电压补偿装置出现过热故障的情况下启动过热保护，以暂停电压补偿装置运行。
可选地，故障处理装置可以在电压补偿装置出现过流故障的情况下，通过软件过压故障处理装置，生成相应的解决过流故障的保护指令，启动过流保护。例如，在电压补偿装置中某个或多个SAPF发生了过流故障的情况下，该软件过流故障处理装置可以生成解决过流故障的保护指令，根据保护指令，断开电压补偿装置与故障SAPF的连接，并在电压补偿装置内未运行的SAPF中选出与故障数相同的SAPF，使选出的SAPF按照故障SAPF在故障前的工作状态进行工作，从而保证电压补偿装置运行的可靠性。
可选地，故障处理装置可以在电压补偿装置出现过压故障的情况下，通过软件过压故障处理装置，生成相应的解决过压故障的保护指令，启动过压保护。例如，在电压补偿装置中某个或多个SAPF发生了过压故障的情况下，该软件过压故障处理装置可以生成解决过压故障的保护指令，根据保护指令，断开电压补偿装置与故障SAPF的连接，并在电压补偿装置内未运行的SAPF中选出与故障数相同的SAPF，使选出的SAPF按照故障SAPF在故障前的工作状态进行工作，从而保证电压补偿装置运行的可靠性。
可选地，故障处理装置可以在电压补偿装置出现过热故障的情况下，通过过热故障处理装置，生成相应的解决过热故障的保护指令，启动过热保护。例如，在电压补偿装置中某个或多个SAPF发生了过热故障的情况下，该过热故障处理装置可以生成解决过热故障的保护指令，根据保护指令，断开电压补偿装置与故障SAPF的连接，并在电压补偿装置内未运行的SAPF中选出与故障数相同的SAPF，使选出的SAPF按照故障SAPF在故障前的工作状态进行工作，从而保证电压补偿装置运行的可靠性。
可选地，电压补偿装置至少包括第一控制器和第二控制器两层控制器。
可选地，多个有源电力滤波器SAPF按照预定顺序排列，其中，第一控制器和一个第二控制器集成在第一台SAPF上，多个SAPF中除第一台SAPF之外的每个SAPF上集成一个第二控制器。
图5是根据本发明实施例的一种可选的SAPF阵列的示意图，如图5所示，SAPF阵列由多个小容量的SAPF模块串联组成，在总电网上的电路上串联接入多个与SAPF模块中变压器对应的另一端变压器，使总电网上的初始电压可以在多组变压器的转换下传入敏感负荷内。其中，每个模块的拓扑结构与图4相同，多个模块共用一套第一控制器，其中，第一控制器用于进行电网电压采样、分配子模块参考电压，针对每个模块发出的谐波补偿电压值由第一控制器中的电压分配模块进行分配，此时SAPF阵列的总参考补偿电压
及各模块所对应的补偿电压
可表示为：
图6是根据本发明实施例的一种电压补偿装置的示意图二，如图6所示，控制上述图5中的SAPF阵列工作。其中，SAPF阵列必须由至少两层控制器来实现。其中第一控制器负责电压采样，以及收集第二控制器上传的信息。同时，根据所采用的运行模式决定投入运行的SAPF模块台数及其参考补偿电压，并下发指令给第二控制器。而每个第二控制器则根据第一控制器给出的指令控制SAPF的输出，并上传SAPF的运行状态。
通过上述实施例，实现高压大容量场合下电网电压谐波的补偿，装置采用的子模块数量可随着电压等级方便的进行调整，有益于降低成本，并且多个电压谐波SAPF模块串联接法，采用了集中控制的模式，可实现高压大容量场合下电压谐波的补偿功能。
为证明本发明方案的可行性，通过搭建相应的仿真模型来验证，该模型由两台容量等参数相同的三相SAPF模块串联组成,分别记为SAPF1，以及SAPF2，采用集中控制的模式实现了电网侧电压谐波的补偿的仿真。
图7(a)是根据本发明实施例的一种电网电压仿真波形的示意图，如图7(a)所示，图中展示了仿真模型中电网电压vsa随时间变化的电压波形图，其中，横坐标表示电压变化的时间，纵坐标标识电压变化的值，该电压波形图是含有多次谐波电网电压波形，图中的电网电压处于畸变的状态，展示的波形是接近于梯形的周期性波动图形，一个波动周期为0.06秒。
图7(b)是根据本发明实施例的一种经过SAPF1补偿后的电网波形的示意图，如图7(b)所示，图中展示SAPF1提供的补偿电压vca1以及补偿后的电网电压vLa1随时间变化的电压波形图，其中，横坐标表示电压变化的时间，纵坐标标识电压变化的值，SAPF1提供的补偿电压vca1在电压值为0的坐标附近呈周期性波动，其波动周期与电网电压的波动周期相同，每个波动都为0.06秒，经过SAPF1注入谐波电压的方式补偿后的电网电压波形近似于正弦。
图7(c)是根据本发明实施例的一种经过SAPF2补偿后的电网波形的示意图，如图7(c)所示，图中展示SAPF2提供的补偿电压vca2以及补偿后的电网电压vLa2随时间变化的电压波形图，其中，横坐标表示电压变化的时间，纵坐标标识电压变化的值，SAPF2提供的补偿电压vca2在电压值为0的坐标附近呈周期性波动，其波动周期与电网电压的波动周期相同，每个波动都为0.06秒，经过SAPF2注入谐波电压的方式补偿后的电网电压波形近乎于正弦。
经过SAPF1、SAPF2分别补偿后的电网波形如图7(b)、7(c)所示，从图中可知,由于两台SAPF采用了均分谐波参考电压的补偿模式，两台SAPF补偿的谐波电压近乎相同，经过SAPF阵列以注入谐波电压的方式补偿后的电网电压近乎于正弦，满足负荷侧敏感负载的要求。
上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
在本发明的上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的技术内容，可通过其它的方式实现。其中，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如所述单元的划分，可以为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个***，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，单元或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可为个人计算机、服务器或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种电压补偿装置，其特征在于，包括：
串联连接的多个有源电力滤波器SAPF；
第一控制器，用于生成控制指令，其中，所述控制指令用于指示投入运行的SAPF的运行数量和补偿电压；
多个第二控制器，与所述第一控制器相连，其中，每个所述第二控制器分别与一个所述SAPF连接，所述第二控制器用于在所述控制指令的触发下，控制与所述运行数量对应的SAPF按照各自的补偿电压对电网进行补偿；
其中，所述第一控制器中设置有：
信息采集接口，用于采集电网中的电压信息；
分配单元，与所述信息采集接口相连，用于根据所述电压信息生成所述控制指令；
其中，所述分配单元包括：
数量分配模块，用于根据所述电压信息和电网的运行模式，并确定投入运行的SAPF的运行数量；
电压分配模块，用于根据所述电压信息和确定出的运行数量，为所述投入运行的SAPF分配补偿电压。
2.根据权利要求1所述的电压补偿装置，其特征在于，所述信息采集接口与电压采样装置连接，用于基于所述电压采样装置的采样电压，得到所述电压信息。
3.根据权利要求1所述的电压补偿装置，其特征在于，所述第一控制器中还设置有：第一通信单元，与所述多个第二控制器连接，用于接收所述第二控制器上传的SAPF的运行状态。
4.根据权利要求1所述的电压补偿装置，其特征在于，所述第二控制器中设置有：
状态采集接口，与所述SAPF相连接，用于采集所述SAPF的运行状态；
第二传输单元，连接于所述状态采集接口与所述第一控制器之间，用于将所述运行状态上传至所述第一控制器。
5.根据权利要求1所述的电压补偿装置，其特征在于，多个所述有源电力滤波器的容量全部相同。
6.根据权利要求1所述的电压补偿装置，其特征在于，所述第一控制器中还设置有：
软件过压故障处理装置，用于在电压补偿装置出现过压故障的情况下，启动过压保护，以暂停电压补偿装置运行；
软件过流故障处理装置，用于在电压补偿装置出现过流故障的情况下启动过流保护，以暂停电压补偿装置运行；
过热故障处理装置，用于在装置硬件部分出现温度过高的情况下启动过热保护，以暂停电压装置运行。
7.根据权利要求1所述的电压补偿装置，其特征在于，所述电压补偿装置至少包括所述第一控制器和所述第二控制器两层控制器。
8.根据权利要求1所述的电压补偿装置，其特征在于，所述多个有源电力滤波器SAPF按照预定顺序排列，其中，所述第一控制器和一个所述第二控制器集成在第一台SAPF上，所述多个SAPF中除所述第一台SAPF之外的每个SAPF上集成一个所述第二控制器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201611142021.2A CN106786580B (zh) | 2016-12-12 | 2016-12-12 | 电压补偿装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201611142021.2A CN106786580B (zh) | 2016-12-12 | 2016-12-12 | 电压补偿装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN106786580A CN106786580A (zh) | 2017-05-31 |
| CN106786580B true CN106786580B (zh) | 2020-06-19 |
Family
ID=58876098
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201611142021.2A Active CN106786580B (zh) | 2016-12-12 | 2016-12-12 | 电压补偿装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN106786580B (zh) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107910869B (zh) * | 2017-11-24 | 2019-11-22 | 许继电气股份有限公司 | 一种分布式静止串联补偿器控制***及其控制方法 |
| CN107910870B (zh) * | 2017-11-24 | 2020-07-07 | 许继电气股份有限公司 | 一种分布式静止串联补偿器的投退控制方法及装置 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001017089A1 (en) * | 1999-08-31 | 2001-03-08 | The Regents Of The University Of California | Unified constant-frequency integration control of active power filters |
| CN103368182A (zh) * | 2013-08-08 | 2013-10-23 | 东南大学 | 模块化多机并联式大功率apf控制***和实现方法 |
| CN104253436A (zh) * | 2014-10-17 | 2014-12-31 | 佛山市顺德区胜业电气有限公司 | 一种多模块并联式大容量有源滤波器控制***及其实现方法 |
-
2016
- 2016-12-12 CN CN201611142021.2A patent/CN106786580B/zh active Active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001017089A1 (en) * | 1999-08-31 | 2001-03-08 | The Regents Of The University Of California | Unified constant-frequency integration control of active power filters |
| CN103368182A (zh) * | 2013-08-08 | 2013-10-23 | 东南大学 | 模块化多机并联式大功率apf控制***和实现方法 |
| CN104253436A (zh) * | 2014-10-17 | 2014-12-31 | 佛山市顺德区胜业电气有限公司 | 一种多模块并联式大容量有源滤波器控制***及其实现方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN106786580A (zh) | 2017-05-31 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| TWI633732B (zh) | 使用於電力傳送網路中負載控制之裝置 | |
| Mackay et al. | From dc nano-and microgrids towards the universal dc distribution system-a plea to think further into the future | |
| CN102129046B (zh) | 一种不间断电源的自动测试装置 | |
| Tang et al. | One-cycle-controlled three-phase PWM rectifiers with improved regulation under unbalanced and distorted input-voltage conditions | |
| Savaghebi et al. | Adaptive virtual impedance scheme for selective compensation of voltage unbalance and harmonics in microgrids | |
| US9407133B1 (en) | Active power conditioner | |
| CN103165201A (zh) | 核电站电源检测***和方法 | |
| CN105717399B (zh) | 电网适应性测试装置 | |
| CN104682429B (zh) | 一种电压源逆变器并联控制*** | |
| CN106786580B (zh) | 电压补偿装置 | |
| CN205665322U (zh) | 电网适应性测试装置 | |
| CN103683999A (zh) | 并网逆变器及其输出滤波方法 | |
| WO2023183491A1 (en) | Communication systems and synchronization techniques for energy storage systems | |
| Chen et al. | DC network stability and dynamic analysis using virtual impedance method | |
| Mikkili et al. | RTDS Hardware implementation and Simulation of 3-ph 4-wire SHAF for Mitigation of Current Harmonics with pq and Id-Iq Control strategies using Fuzzy Logic Controller | |
| Kakkattil Narayanan et al. | Integration of solar PV into grid using a new UPQC with differential inverter control | |
| US9219406B1 (en) | Systems and methods for assessing current in a resonant circuit | |
| CN103647442B (zh) | 一种预充电回路以及发电*** | |
| CN102931952A (zh) | 一种同步信号采集*** | |
| US11201561B1 (en) | Symmetric hybrid converters | |
| CN115085191B (zh) | 基于用户侧储能***的电压暂降控制方法及相关装置 | |
| JP2007097311A (ja) | 系統連係装置 | |
| CN107896065B (zh) | 一种大功率高压变频器及其控制方法、装置、*** | |
| CN102540907B (zh) | 并联型数模综合仿真***接口和物理仿真子***接口 | |
| Hassan et al. | Direct model predictive control for medium voltage modular multi-level STATCOM with and without energy storage |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |