静态同步补偿装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及电力系统自动控制技术领域，特别是涉及一种静态同步补偿装置。
【背景技术】
[0002]伴随着现代工业及工业设备的不断发展，用电设备对于配电网的电能质量的影响逐渐凸显，当某些非线性、冲击性及不平衡负荷接入电力系统时，如电弧炉、乳钢机等设备接入电力系统时，会引起配电网的电压波动、闪变以及供电不平衡等电能质量问题，然而配电网中某些电压敏感型负荷，如计算机系统、控制系统、精密仪器等对配电网的电能质量却有较高的要求，因此对于配电网中的不平衡负荷进行补偿，进而提高电能质量是十分必要的。与此同时，配电网中各种负荷的存在势必会产生无功功率，导致配电网的功率因数降低，因此对于无功功率进行补偿，也是配电网实用化过程中必须要考虑的重要因素之一。
【实用新型内容】
[0003]基于此，有必要针对配电网无功功率补偿和不平衡负荷补偿问题，提供一种静态同步补偿装置。
[0004]—种静态同步补偿装置，包括充放电模块和若干个单相电路模块，每一所述单相电路模块包括用于将直流电压逆变为交流电压的逆变模块和用于直流电压升降变换的变换模块，所述逆变模块的一端连接配电网相线且各个所述单相电路模块中的逆变模块连接不同的配电网相线，所述逆变模块的另一端连接所述变换模块的一端，所述变换模块的另一端连接所述充放电模块。
[0005]在上述静态同步补偿装置中，逆变模块能够实现对配电网各相无功功率的独立补偿，从而提高配电网的功率因数，同时该装置通过各个单相电路模块和充电充放电模块的协同作用实现配电网各相的有功功率的交换，最终实现对配电网有功功率的平衡，即对配电网不平衡负荷进行补偿。该静态同步补偿装置以简单的电路结构实现对配电网无功功率和不平衡负荷的同时补偿，对于提高配电网的功率因数、降低配电网的经济成本有积极的意义。
【附图说明】
[0006]图1为本实用新型静态同步补偿装置其中一个实施例的结构示意图；
[0007]图2为其中一个实施例单相电路模块的电路示意图；
[0008]图3为H桥逆变器的电路不意图；
[0009]图4为DC/DC全桥变换器的电路不意图；
[0010]图5为本实用新型静态同步补偿装置另一个实施例的电路示意图。
【具体实施方式】
[0011]下面将以三相四线制配电网为例，结合附图及较佳实施例对本实用新型所提出的静态同步补偿装置进行详细描述，应当指出的是，虽然此处所给出的各个实施例均以三相四线制配电网为例，但不应以此作为对本实用新型保护方案的限制，对于本领域的技术人员而言，围绕本实用新型的构思，可以将静态同步补偿装置应用于其他线制的配电网，如三相五线制配电网等。
[0012]参阅图1，图1是本实用新型静态同步补偿装置其中一个实施例的结构示意图。
[0013]在本实施例中，静态同步补偿装置包括I个充放电模块10和3个单相电路模块20，每一个单相电路模块20包括用于将直流电压逆变为交流电压的逆变模块21和用于直流电压升降变换的变换模块22，逆变模块21的一端连接配电网相线，并且不同单相电路模块中的逆变模块连接不同的配电网相线，逆变模块21的另一端连接变换模块22的一端，变换模块22的另一端连接充放电模块10，其中，充放电模块10用于从各个单相电路模块吸收并存储电能，或者对各个单相电路模块释放电能。由于逆变模块21是用于将直流电压逆变为交流电压的，包括逆变电压所需的容性负荷，而容性负荷能够为配电网中的设备提供建立交变电磁场所需的能量，使能量在容性负荷和设备的感性负荷之间相互交换，即设备的感性负荷所需要的无功功率可以由容性负荷输出的无功功率进行补偿，因而实现对配电网无功功率的补偿，而且由于每一个配电网相线均连接逆变模块，因此能够实现对配电网每一相的无功功率的独立补偿。下面举例说明静态同步补偿电路不平衡负荷补偿的基本原理:首先，配电网相线30为配电网，包括A相线、B相线、C相线以及中性线N，中性线和三个相线共同组成用于传输电能的网络线路；其次，在不电路损耗的情况下对不平衡负荷补偿原理进行分析，假定配电网的三相功率分别为PA、PB、Pc,则平均功率为Pavg= (P A+PB+PC) /3，且PA< P B< P avg< P ε，A相所连的单相电路模块从配电网吸收的有功功率为Pavg_PA，并用于给充放电模块10充电；B相所连的单相电路模块从配电网吸收的有功功率为Pavg_PB，并用于给充放电模块10充电；C相所连的单相电路模块则向配电网注入有功功率，注入的有功功率为Pe-Pavg，该功率经单相电路模块从充放电模块10获得，即充放电模块10向配电网的C相放电，其放电功率为Pc-Pavg。由于(Pavg-PA) + (Pavg-PB) =Pc-Pavg，即静态同步补偿装置从配电网吸收的有功功率与对配电网释放的有功功率相等。经过补偿，配电网各相的有功功率最终均等于平均功率Pavg，达到了平衡，因而通过静态同步补偿电路最终实现对配电网不平衡负荷的补偿。
[0014]本实施例中的静态同步补偿装置，利用逆变模块实现对配电网三相无功功率的独立补偿，同时通过充放电模块对配电网的有功功率进行交换，使静态同步补偿装置从配电网有功出力小的相吸收有功功率并对充放电模块进行充电，同时从充放电模块吸收有功功率对配电网有功出力大的相释放有功功率，使得静态同步补偿装置从配电网吸收的有功功率等于对配电网释放的有功功率，最终实现对配电网三相有功功率的平衡，即实现对配电网不平衡负荷的补偿。上述静态同步补偿装置以简单的电路结构实现对配电网无功功率和不平衡负荷的同时补偿，对于提高配电网的功率因数、降低配电网的经济成本具有积极的意义。
[0015]作为一种具体的实施方式，充放电模块为公共直流母线电容Cni,用于存储从单相电路模块吸收的电能或者对单相电路模块释放电能。
[0016]作为一种具体的实施方式，参见图2所示的单相电路模块20的电路示意图，其中，逆变模块为H桥逆变器，该逆变器包括包括第一 H桥(H-Bridge，HBI)HBI1、直流电容Cc和交流滤波电感Lf，其中，第一 H桥的直流侧并联连接(即并接)直流电容C。，第一 H桥的交流侧的一端经交流滤波电感Lf连接配电网相线(如图2中的相线A)，第一 H桥的交流侧的另一端连接配电网的中性线(即图2中的中性线N)，其中，交流滤波电感Lf用于滤除H桥逆变器输出的无功电流中的高次谐波电流，直流电容C。则起到稳定H桥直流侧电压的作用。H桥逆变器用于检测配电网的无功电流，通过控制H桥逆变器中的各个开关管的通断，输出与配电网的无功电流大小相等的无功电流，从而实现配电网无功功率的补偿。
[0017]作为一种具体的实施方式，变换模块22为DC/DC全桥变换器，用于对充放电模块进行充放电。
[0018]优选地，参见图2所示的单相电路模块20的电路示意图，其中，DC/DC全桥变换器包括第二 H桥HBI2、高频变压器(High Frequency Transformer, HFT)、电感L及第三H桥HBI3，第二 H桥HBI2的直流侧并接直流电容C。，第二 H桥HBI2的交流侧连接高频变压器HFT的高压侧，高频变压器HFT的低压侧的一端经电感L连接第三H桥HBI3交流侧的一端，高频变压器HFT的低压侧的另一端连接第三H桥HBI3交流侧的另一端，第三H桥HBI3的直流侧连接充放电模块。
[0019]下面将对单相电路模块中的