一种SVG和SVC混合无功补偿装置的协调控制系统的制作方法

本实用新型涉及无功补偿技术领域，尤其涉及了一种SVG和SVC混合无功补偿装置的协调控制系统的设计。

背景技术：

无功功率补偿技术正在从传统的电容器并联补偿向SVG技术过渡。所谓 SVG(Static Var Generator)即为静止无功发生器，通常是专指由自换相的电力半导体桥式变流器来进行动态无功补偿的装置。与传统的以TCR为代表的SVC装置相比，SVG的调节速度更快，运行范围宽，而且在采取多重化、多电平或PWM 技术等措施后可大大减少补偿电流中谐波的含量。更重要的是，SVG使用的电抗器和电容元件远比SVC中使用的电抗器和电容元件要小，这将大大缩小装置的成本。SVG具有如此优越的性能，显示了动态无功补偿装置的发展方向。如果单纯使用SVG来补偿系统无功，虽然解决了快速响应的问题，但是SVG可补偿的容量普遍比较小，想获得较大容量的补偿范围，需要多平台SVG并网运行，这样成本较高。电力系统无功补偿中普遍采用的SVC(Static Var Compensator，静止无功补偿装置)分为两类，一类是磁控性，另一类为晶闸管控制，其中晶闸管控制相对磁控的来说，具有反应快速、补偿效果好、节能效果显著的特点，但是这种相对的快速比起SVG(Static Var Generator，静止无功发生器)的快速补偿效果来说还有很大的差距。因此，结合SVC和SVG进行无功补偿是较为经济的一种方式。例如申请号为201720775129.9的一种SVG和SVC混合无功补偿装置的协调控制系统，该申请就选择了两种方式来进行混合补偿，但是这类方式中SVC部分无法进行调节，仅依靠SVG部分来适应电网的变化，适应性差。且SVC部分由于无法调控，有些情况下只能从电网中切出，造成了空置浪费。

技术实现要素：

本实用新型针对现有技术中SVC无法调控的缺点，提供了一种SVG和SVC 混合无功补偿装置的协调控制系统。

本实用新型解决了SVC调控问题，本设计方案利用了调整投切电容组电容两端电压的方式来改变电容发出的无功。采用分节控制来调整第一变压器原边电压，每一节通过控制多个电子开关来调整电压，从而改变达到了精密控制电容两端电压的作用。采用了PWM控制方法，及时控制静止无功发生器精确快速的进行无功补偿。

为了解决上述技术问题，本实用新型通过下述技术方案得以解决：

一种SVG和SVC混合无功补偿装置的协调控制系统，包括若干静止无功补偿装置，并联接入电网的A、B、C以及N相线，与子控制模块连接；

静止无功发生器，并联接入电网的A、B、C以及N相线，与总控制模块连接，包括由电子开关元件构成的三相桥式变流电路；

驱动模块，连接在总控制模块和静止无功发生器之间，用于根据PWM信号驱动电子开关元件的通断；

采样模块，与总控制模块连接，采集电网参数，将数据传输至总控制模块；

若干子控制模块，与静止无功补偿装置一一对应连接，用于控制每一静止无功补偿装置工作；

总控制模块，分别与静止无功发生器和每一子控制模块连接，用于控制每一子控制模块工作，向静止无功发生器发送PWM信号，控制静止无功发生器工作，向外输出电网实时数据。

静止无功补偿装置包括投切式电容器组，投切式电容器组包括三个电容和三个第一变压器，电容与第一变压器的副边线圈一一对应连接，每一第一变压器的原边线圈包括若干调压绕组和与调压绕组数量相同的开关模块，每一调压绕组连接一个开关模块，开关模块之间相互串联；开关模块与子控制模块连接。

电容发出的无功与其上受到的电压大小有关，当对电容上电压进行调整时，也同时调控了电容输出的无功补偿。子控制模块通过控制开关模块的通断情况来改变第一变压器原边绕组输出电压，从而改变电容上电压。总控制模块向每一子控制模块发出指令，控制子控制模块工作。

作为优选，还包括上位机，上位机与总控制模块连接，上位机用于展示电网实时数据，向总控制模块下达控制指令。

作为优选，投切式电容器组还包括三个第二变压器，第二变压器副边线圈与开关模块第一变压器的原边线圈连接，第二变压器的原边线圈接入电网。

第二变压器副边线圈电压相位和接入的电源的电压完全相同。

作为优选，三相桥式变流电路中的电子开关元件为晶闸管或IGBT元件，或者MOS管和二极管并联形成的组合。

作为优选，开关模块包括5个电子开关，分别为第一开关至第五开关，调压绕组一端连接第一开关和第二开关，另一端连接第三开关和第四开关，第一开关和第三开关串联，第二开关和第四开关串联，第一开关和第三开关之间引出接线点1，第二开关和第四开关之间引出接线点2，第五开关连接在接线点和接线点2之间；相邻的开关模块的接线点1和接线点2相互连接。

第一变压器原边绕组上一部分分为了若干调压绕组，剩余部分未变化。当第一开关和第四开关导通，其它3个开关断开时，相当于调压绕组顺向串接入未变化的的绕组部分中，增加了未变化的绕组部分的等效绕组匝数；当第二开关和第三开关导通，其他3个电子开关断开时，相当于调压绕组反向串接入未变化的绕组部分中，减小了等效绕组匝数；当第五开关导通，其他4个开关断开时，相当于调压绕组不接入回路，该开关模块对应的调压绕组没有串接入未变化的绕组部分。

作为优选，电子开关包括晶闸管或IGBT元件或晶闸管和IGBT元件。

本实用新型由于采用了以上技术方案，具有显著的技术效果：能够精确控制投切电容组中电容两端电压，调节SVC部分进行无功补偿，适用面广。控制过程简单快速，没有延迟，控制结果精确，能够有效对电网的无功功率进行补偿。

附图说明

图1是本实用新型实施例1的结构示意图。

图2是本实用新型实施例1的投切电容器组结构示意图。

图3是本实用新型实施例1的静止无功发生器结构示意图。

图4是本实用新型实施例1的第一变压器结构示意图。

图5是本实用新型实施例2的开关模块结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本实用新型作进一步详细描述。

实施例1

如图1至图4所示，一种SVG和SVC混合无功补偿装置的协调控制系统，包括若干静止无功补偿装置，并联接入电网的A、B、C以及N相线，与子控制模块连接；

静止无功发生器，并联接入电网的A、B、C以及N相线，与总控制模块连接，包括由电子开关元件构成的三相桥式变流电路；

驱动模块，连接在总控制模块和静止无功发生器之间，用于根据PWM信号驱动电子开关元件的通断；

采样模块，与总控制模块连接，采集电网参数，将数据传输至总控制模块；

若干子控制模块，与静止无功补偿装置一一对应连接，用于控制每一静止无功补偿装置工作；

总控制模块，分别与静止无功发生器和每一子控制模块连接，向静止无功发生器发送PWM信号，用于控制每一子控制模块工作，控制静止无功发生器工作，向外输出电网实时数据。

静止无功补偿装置包括投切式电容器组，投切式电容器组包括三个电容和三个第一变压器，电容与第一变压器的副边线圈一一对应连接，每一第一变压器的原边线圈包括若干调压绕组和与调压绕组数量相同的开关模块，每一调压绕组连接一个开关模块，开关模块之间相互串联；开关模块与子控制模块连接。

还包括上位机，上位机与总控制模块连接，上位机用于展示电网实时数据，向总控制模块下达控制指令。

投切式电容器组还包括三个第二变压器，第二变压器副边线圈与开关模块第一变压器的原边线圈连接，第二变压器的原边线圈接入电网。

三相桥式变流电路中的电子开关元件为晶闸管。

每一电容和与之连接的第一变压器副边线圈形成串联组，三个串联组星型连接。

实施例2

如图5所示，一种SVG和SVC混合无功补偿装置的协调控制系统，本实施例中开关模块包括5个电子开关，分别为第一开关至第五开关，调压绕组一端连接第一开关和第二开关，另一端连接第三开关和第四开关，第一开关和第三开关串联，第二开关和第四开关串联，第一开关和第三开关之间引出接线点1，第二开关和第四开关之间引出接线点2，第五开关连接在接线点和接线点2之间；相邻的开关模块的接线点1和接线点2相互连接。电子开关为晶闸管。其余皆与实施例1相同。

实施例3

本实施例中，电子开关为IGBT元件。其余皆与实施例1相同。

总之，以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，凡依本实用新型申请专利范围所作的均等变化与修饰，皆应属本实用新型专利的涵盖范围。