合开关203，串联在第二电抗器202与电网30之间，用于投切不同次无源滤波支路20到电网30上。
[0046]不同次无源滤波支路20还包括第二低压熔断器204，串联在第二电抗器202与第二低压复合开关203之间，用于限制电流。
[0047]不同次无源滤波支路20在第二低压熔断器204与低压复合开关203之间还并联第二避雷器支路205，用于保护不同次无源滤波支路20。
[0048]在该装置中，第二电抗器202为铁心电抗器。
[0049]不同次无源滤波支路20包括5次LC滤波支路、7次LC滤波支路、和11次及高通滤波支路的一种或多种组合，具体投切哪一种或哪几种不同次无源滤波支路20根据电网需要抑制的相应次数谐波确定。
[0050]在该装置中，第一低压复合开关103及第二低压复合开关203都是由晶闸管阀与快速开关组合而成，直接投切即可。
[0051]在该装置中，所述并联接入电网30为并联接入电网30的谐波源上，该电网30采用400伏特的电压母线。
[0052]图2为本发明实施例提供的无功补偿滤波方法流程图，其具体步骤为:
[0053]步骤201、将由APF或SVG补偿支路及多个不同次无源滤波支路组成的无功补偿滤波装置并联接入到电网中；
[0054]步骤202、投切APF或SVG补偿支路，及根据电网的谐波次数进行相应次数无源滤波支路的投切，进行电网的无功补偿滤波。
[0055]在该方法中，APF或SVG补偿支路是无源方式的补偿支路，其不含电容，可以调节电网的输出电压电流的相位及幅值，实现无功补偿容量的无极平衡调节。
[0056]在该方法中，所述不同次无源滤波支路包括5次LC滤波支路、7次LC滤波支路、和11次及高通滤波支路的一种或多种组合，当电网中包括5次谐波、7次谐波、和/或11次及以上谐波时，对应的投切5次LC滤波支路、7次LC滤波支路、和11次及高通滤波支路。
[0057]在该方法中，所述进行相应次数无源滤波支路的投切是通过低压复合开关实现的。
[0058]在所述根据电网的谐波次数确定所投切的次数无源滤波支路时，可以手动投切，也可以检测到谐波次数后，自动投切，这里不限制。
[0059]在该方法中，APF或SVG补偿支路与电网之间还串联有低压熔断器，并联有避雷针支路，保护APF或SVG补偿支路。
[0060]在该方法中，所述多个不同次无源滤波支路的每个不同次无源滤波支路与电网之间还串联有低压熔断器，并联有避雷针支路，保护每个不同次无源滤波支路。
[0061]以下举一个具体例子具体说明
[0062]某工业用户，比如中频电源车间，配置1250千瓦(kva)变压器一台，主要为中频炉供电，用于金属的熔炼和加工，车间内还有电动机负载。中频炉由中频电源供电，在运行中会产生大量谐波污染，部分电机由变频电源供电也会产生谐波，在该车间的配电方案中除考虑无功补偿外，还要进行谐波治理。
[0063]中频炉在工作过程中，产生大量的谐波，特征谐波主要以5次为最大，7次，11次，13次谐波也比较大，电压电流畸变严重。因此，采用本发明实施例提供的无功补偿滤波装置，则设置5次LC滤波支路、7次LC滤波支路和11次及高通滤波支路，吸收5、7、11次及以上次数的谐波，其中5次LC滤波支路无功容量为187kvar，7次LC滤波支路和11次及高通滤波支路的无功容量分别为94kvar，采用本发明实施例提供的SVG补偿支路容量为94kvar，通过以上各滤波支路和SVG补偿支路的投切配合就可以实现_94kvar (感性)-469kvar (容性)范围内的平滑调节。
[0064]具体的调节策略如下:
[0065]-94kvar-94kvar范围内，SVG补偿支路投入运行，5,7,11次滤波支路退出运行；
[0066]94kvar-188kvar范围内，SVG补偿支路投入运行，7或11次滤波支路运行(或5次支路运行，SVG补偿支路工作在感性);
[0067]188kvar-282kvar范围内，SVG补偿支路投入运行，5，7次滤波支路运行(或5次支路运行，SVG补偿支路工作在容性);
[0068]282var-375kvar范围内，SVG补偿支路投入运行，5，7或11次滤波支路运行；
[0069]375kvar-469kvar范围内，SVG补偿支路投入运行，5,7,11次滤波支路运行；
[0070]如果只采用SVG补偿支路方案实现以上功能，SVG补偿支路的容量需要469kvar，增加了设备成本。
[0071]从上述方案可以看出，本发明实施例利用了 SVG补偿支路与基于第二低压复合开关投切的不同次无源滤波支路并联实现无功容量的动态补偿和平滑无级调节，不同次无源滤波支路的投切通过第二低压复合开关实现，可以消除电容器投切瞬间的电流冲击和电压振荡，实现不同次无源滤波支路的无冲击自动投切，获得比较好的谐波抑制效果。
[0072]本发明实施例提供的无功补偿滤波装置及方法安全可靠、维护成本低、损耗小、响应速度快及设备成本低，可以在恶劣环境下使用。特别适用于供电系统的需求，可有效解决供电系统的动态无功补偿和谐波抑制问题，投资小、回报率高且节能显著。
[0073]以上举较佳实施例，对本发明的目的、技术方案和优点进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种无功补偿滤波装置，其特征在于，包括:静止型动态无功发生器SVG或有源滤波器APF补偿支路(10)及多个不同次无源滤波支路(20)，其中， APF或SVG补偿支路(10)，由绝缘栅双极型晶体管IGBT功率模块(101)和第一电抗器(102)串联组成，通过星形接法并联接入到电网(30)中； 不同次无源滤波支路(20)，由不同次滤波电容器(201)和第二电抗器(202)串联组成，通过星形接法并联接入到电网(30)中。
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一电抗器(102)为滤波空心电抗器；第二电抗器(202)为铁心电抗器。
3.如权利要求1所述的滤波装置，其特征在于，APF或SVG补偿支路(10)还包括第一低压复合开关(103)，串联在第一电抗器(102)与电网(30)之间，用于投切SVG补偿支路(10)到电网(30)上。
4.如权利要求1或2所述的装置，其特征在于， APF或SVG补偿支路(10)还包括第一低压熔断器(104)，串联在第一电抗器(102)与第一低压复合开关(103)之间； APF或SVG补偿支路(10)在第一低压熔断器(104)与第一低压复合开关(103)之间还并联第一避雷器支路(105)。
5.如权利要求1所述的装置，其特征在于，不同次无源滤波支路(20)还包括第二低压复合开关(203)，串联在第二电抗器(202)与电网(30)之间，用于投切不同次无源滤波支路(20)到电网(30)上。
6.如权利要求1或5所述的装置，其特征在于，不同次无源滤波支路(20)还包括第二低压熔断器(204)，串联在第二电抗器(202)与第二低压复合开关(203)之间； 不同次无源滤波支路(20)在第二低压熔断器(204)与低压复合开关(203)之间还并联第二避雷器支路(205)。
7.如权利要求1所述的装置，其特征在于，不同次无源滤波支路(20)包括5次LC滤波支路、7次LC滤波支路、和11次及高通滤波支路的一种或多种组合。
8.一种无功补偿滤波方法，其特征在于，包括: 将由APF或SVG补偿支路及多个不同次无源滤波支路组成的无功补偿滤波装置并联接入到电网中； 投切APF或SVG补偿支路，及根据电网的谐波次数进行相应次数无源滤波支路的投切，进行电网的无功补偿滤波。
9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述不同次无源滤波支路包括5次LC滤波支路、7次LC滤波支路、和11次及高通滤波支路的一种或多种组合； 当所述电网中包括5次谐波、7次谐波、和/或11次及以上谐波时，对应的投切5次LC滤波支路、7次LC滤波支路、和11次及高通滤波支路。
10.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述根据电网的谐波次数进行相应次数无源滤波支路的投切是通过低压复合开关实现的； 所述APF或SVG补偿支路与电网之间还串联有低压熔断器，并联有避雷针支路，保护APF或SVG补偿支路； 所述多个不同次无源滤波支路的每个不同次无源滤波支路与电网之间还串联有低压熔断器，并联有避雷针支路，保护每个不同次无源滤波支路。
【专利摘要】本发明公开了一种无功补偿滤波装置及方法，本发明提供的无功补偿滤波装置，由APF或SVG以及及多个不同次无源滤波支路组成，并联接入到电网中进行电网的无功补偿及谐波抑制，其中，APF补偿支路是有源滤波器支路，SVG补偿支路是静止型动态无功发生器补偿支路，这两者都是有源补偿支路。由于本发明提供的无功补偿滤波装置包含了有源电力滤波器的有源支路和不同次无源滤波支路的无源支路，所以在进行无功补偿时，同时具有无源和有源的无功补偿滤波的优点，即保证同时实现电网的功率损耗小、无功补偿容量的无级平衡调节及主动抑制谐波。
【IPC分类】H02J3-01, H02J3-18
【公开号】CN104578107
【申请号】CN201510004053
【发明人】吴甜
【申请人】国网瑞盈电力科技（北京）有限公司
【公开日】2015年4月29日
【申请日】2015年1月5日