线路电流反向过零点延时四分之一电网当前周期，减去相位修正角时长后控制电路发出SPffM触发脉冲，将所述SPffM触发脉冲发送至所述单相全桥逆变器；
[0101]若所述指令为纯电容特性运行指令，在线路电流正向过零点延时四分之一电网当前周期，减去相位修正角时长后控制电路发出SPffM触发脉冲，将所述SPffM触发脉冲发送至所述单相全桥逆变器。
[0102]本实施例中，直流储能电容上直流高电压先利用电阻分压得到一低电压，再进行AD变换并乘以分压系数即其真实电压。直流电容实际电压Vdc与参考电压VdC_ref相比较，误差经过PI控制器积分放大后输出单相全桥逆变器交流侧正弦电压的相位修正角，换算成时间长度。同时当直流电容电压Vdc超过其保护上限值后，控制电路发出保护指令打开开关管Q1，使电容通过功率电阻放电降低其电压。
[0103]线路电流的正向过零点和反向过零点为补偿电压输出基准时刻。补偿器在收到主控制室发来的纯电感特性运行指令后，在线路电流反向过零点延时电网当前周期的四分之一(超前90° )，再减去相位修正角时长后控制电路发出SPffM触发脉冲给单相全桥逆变器。补偿器在收到主控制室发来的纯电容特性运行指令后，在线路电流正向过零点延时电网当前周期的四分之一时(滞后90° )，再减去相位修正角时长后控制电路发出SPffM触发脉冲给单相全桥逆变器。
[0104]通过上述步骤保证补偿器在吸收(或发出)无功功率的同时，电容上直流电压亦能稳定在参考电压值附近。
[0105]补偿器自带保护功能，当检测到线路电流(接地短路故障)异常增大后，旁路开关迅速合闸将耦合变压器二次侧旁路，以避免感应的高电压损坏补偿器。
[0106]若线路上某些补偿器需要退出补偿，在收到主控制室发来的退出补偿指令后旁路开关合闸，同时将单相全桥逆变器闭锁。
[0107]如图6所示，图6为本实施例中输电线路电流取能流程图。
[0108]本实施例中，补偿器内控制电路和电子组件(包括通信模块、补偿模块的组件)工作需要的电能利用电流互感器从输电线路直接获取。
[0109]当输电线路上流过的电流超过补偿器启动要求的最低电流后，取能电流互感器利用电磁耦合从输电线路上感应二次电流，整流滤波后才能得到一个稳定直流电压。
[0110]电能分配电路再产生各种不同的电压给补偿器内IGBT驱动、控制电路板卡、无线通信和GPS组件。
[0111]最后应当说明的是:以上实施例仅用于说明本申请的技术方案而非对其保护范围的限制，尽管参照上述实施例对本申请进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解:本领域技术人员阅读本申请后依然可对申请的【具体实施方式】进行种种变更、修改或者等同替换，但这些变更、修改或者等同替换，均在申请待批的权利要求保护范围之内。
【主权项】
1.一种分布式同步串联补偿器，其特征在于:所述补偿器包括补偿模块、控制模块和通信模块； 所述补偿模块包括耦合变压器、单相全桥逆变器、直流储能电容、电抗器和旁路开关； 所述控制模块包括控制电路和电源电路； 所述通信模块包括无线通信组件和GPS组件。2.如权利要求1所述的一种分布式同步串联补偿器，其特征在于:所述控制电路包括线路电流采集互感器、PLL锁相、SPffM控制器和大功率器件驱动； 所述电源电路包括整流滤波电路、稳压电路和电能分配电路； 所述耦合变压器接入输电线路，所述旁路开关并联在耦合变压器二次侧两端，所述旁路开关两端一段通过电抗器连接单相全桥逆变器，一端直接连接单相全桥逆变器；所述单相全桥逆变器并联直流储能电容； 所述无线通信组件用于所述补偿器与主控制室信息交换，所述GPS组件为所述补偿器提供时间基准。3.如权利要求1所述的一种分布式同步串联补偿器，其特征在于:所述旁路开关包括反并联晶闸管与机械开关并联； 当旁路开关合闸时，触发所述反并联晶闸管后闭合所述机械开关，待所述机械开关完全闭合后所述反并联晶闸管停止触发； 当旁路开关分闸时，触发所述反并联晶闸管后断开所述机械开关，待所述机械开关完全分开后所述反并联晶闸管停止触发。4.如权利要求1所述的一种分布式同步串联补偿器，其特征在于:所述补偿器的电压同步方法包括以下步骤: 1、确定频率50Hz正弦波和三角载波，计算在固定调制度下正弦脉宽调制SPffM各点脉冲时间长度并存储于SPffM控制器中； I1、PLL锁相模块获得电网基波的实时周期与50Hz正弦波周期相比得到系数k； II1、根据所述系数k对各点触发脉冲的时间长度进行修正。5.如权利要求2所述的一种分布式同步串联补偿器，其特征在于:所述直流储能电流并联保护元件，所述保护元件包括串联的功率电阻和开关管，及串联的分压电阻一和分压电阻二 ； 串联的功率电阻和开关管及串联的分压电阻一和分压电阻二并联。6.如权利要求1所述的一种分布式同步串联补偿器，其特征在于:确定所述直流储能电容的电压与参考电压的误差，所述误差经过PI控制器积分放大后输出所述单相全桥逆变器交流侧正弦电压的相位修正角，将所述相位修正角转换成时间长度，所述时间长度保证所述补偿器工作于电感或电容补偿特性时，带整流特性以维持所述直流储能电容的电压稳定。7.如权利要求1所述的一种分布式同步串联补偿器，其特征在于:所述补偿器的相位控制方法包括: 所述补偿器的控制模块接收主控制室发送的动作指令，若所述指令为纯电感特性运行指令，在所述输电线路电流反向过零点延时四分之一电网当前周期，减去修正相位角时长后控制电路发出SPffM触发脉冲，将所述SPffM触发脉冲发送至所述单相全桥逆变器； 若所述指令为纯电容特性运行指令，在线路电流正向过零点延时四分之一电网当前周期，减去修正相位角时长后控制电路发出SPffM触发脉冲，将所述SPffM触发脉冲发送至所述单相全桥逆变器。8.如权利要求1所述的一种分布式同步串联补偿器，其特征在于:当所述补偿器检测到输电线路电流异常增大后，所述旁路开关迅速合闸将耦合变压器二次侧旁路，避免感应的高电压损坏模块。9.如权利要求1所述的一种分布式同步串联补偿器，其特征在于:若线路上所述补偿器需要退出补偿，在收到主控制室发来的退出补偿指令后旁路开关合闸，同时将所述单相全桥逆变器闭锁。10.如权利要求1所述的一种分布式同步串联补偿器，其特征在于:所述补偿器利用绝缘子吊装于杆塔上，通过导线连接至杆塔两侧的输电线路。11.如权利要求1所述的一种分布式同步串联补偿器，其特征在于:所述补偿器的电路板卡、电子组件工作时需要的电能，由取能电流互感器直接从输电线路获得。12.如权利要求2所述的一种分布式同步串联补偿器，其特征在于:所述耦合变压器的一次绕组匝数采用硬导体，所述一次绕组一端安装测量互感器与取能互感器；二次绕组采用带绝缘外层的软导线；所述一次绕组和所述二次绕组采用绝缘材料固定； 电路板卡和所述通信模块采用金属外壳包装，安装与所述耦合变压器的互感器侧，另一侧依次设有所述单相全桥逆变器、所述直流储能电容、所述电抗器和所述旁路开关； 所述补偿器在所述控制模块、所述补偿模块和所述通信模块的上方设有散热器。
【专利摘要】本发明提供了一种分布式同步串联补偿器，补偿器包括补偿模块、控制模块和通信模块；所述补偿模块包括耦合变压器、单相全桥逆变器、直流储能电容、电抗器和旁路开关；所述控制模块包括控制电路和电源电路；所述通信模块包括无线通信组件和GPS组件。该分布式同步串联补偿器，能有效地调节输电线路的潮流，降低输电网络损耗和提高其供电可靠性。
【IPC分类】H02J3/00
【公开号】CN105591384
【申请号】CN201410647942
【发明人】崔虎宝, 荆平, 周飞, 陆振纲
【申请人】国家电网公司, 国网智能电网研究院
【公开日】2016年5月18日
【申请日】2014年11月14日