一种适用于混合无功补偿装置的协调控制系统的制作方法

本实用新型属于电能质量治理的无功补偿技术领域，特别涉及到一种适用于混合无功补偿装置的协调控制系统。

背景技术：

电能是一个国家发展水平和综合国力的重要标志之一，作为现代社会的支柱能源和经济命脉是我们日常生产、生活不可或缺的。作为交流电力系统设计和运行中的一个重要因素，无功功率与电力系统的经济运行和安全稳定息息相关。低压配电网的很多工业负荷都消耗着大量的无功功率，无功不足会引起系统功率因数降低，电压降落和闪变，这严重影响了电能质量。由此可见，在电力系统中大力发展动态无功补偿技术势在必行，具有重要的现实意义。

晶闸管投切电容器TSC(Thyristor switched capacitor)是将两个反并联晶闸管与补偿电容器相串联，通过投切电容器来补偿无功功率的一种无功补偿装置，TSC生产成本较低，但只能进行分级的无功补偿，而且效率低，控制精度不高，还可能给电网带来危害。

配电网静止无功发生器D-STATCOM的核心结构是自换相桥式电路，自换相桥式电路经连接电抗器或直接并联在电网上，利用对电路中开关器件导通与关断的控制，调节电路交流侧所输出电压的相位、改变电压幅值，也可以直接改变交流侧的电流的大小，使配电网静止无功发生器D-STATCOM电路发出的电流能够抵消电网中多余的无功电流，从而实现对电网连续快速补偿无功的目的。配电网静止无功发生器D-STATCOM不仅能持续地补偿无功，还起到维持电压稳定的作用，并且响应速度快、没有多余损耗，只是由于高造价和容量受限，没有得到普及。

混合型动态无功补偿装置，目的是将TSC和D-STATCOM两部分按一定容量比例结合实现产品成本的降低与性能的提升，由于混合型动态无功补偿装置具有成本低，补偿精度高，对小幅波动负荷响应时间快等特点，在很多方面都具备广泛的应用前景。但如果将TSC与D-STATCOM简单的接入系统中而不改变其控制策略，只会造成D-STATCOM部分容量的浪费，且在补偿速度上不能发挥D-STATCOM的优势。

因此现有技术当中亟需要一种新的技术方案来解决这一问题。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是：提供了一种适用于混合无功补偿装置的协调控制系统，克服了现有技术中的晶闸管投切电容器与配电网静止无功发生器单独使用的时候各自的缺点，结合了两者的优势，使TSC能够实现分级大容量的无功补偿，D-STATCOM能够实现TSC两级之间的连续调整，达到了降低动态无功补偿系统成本的目的。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种适用于混合无功补偿装置的协调控制系统，其特征是：包括电网电流传感器、电网电压传感器、数据中继器、控制终端、晶闸管投切电容器单元及配电网静止无功发生器，所述电网电流传感器和电网电压传感器分别设置在电网上，电网电流传感器和电网电压传感器均通过数据中继器与控制终端连接；所述控制终端与电网通信连接，控制终端包括处理器、无线通信收发器、A/D转化器及数据存储器，其中无线通信收发器、A/D转化器及数据存储器分别与处理器通信连接；所述晶闸管投切电容器单元和配电网静止无功发生器以并联的方式接入电网中，并均与控制终端通信连接。

优选的，所述晶闸管投切电容器单元由电容器、电抗器和两个反并联的晶闸管构成，且该晶闸管投切电容器单元的数量为三个以上。

通过上述设计方案，本实用新型可以带来如下有益效果：为了能实现TSC与D-STATCOM动作的一致性以及补偿容量的互补性，本实用新型提供一种适用于混合无功补偿装置的协调控制系统，控制终端根据从电网中采集的信息，通过数据处理，来确定D-STATCOM的补偿容量以及TSC的投入或切除数量，给出了TSC和D-STATCOM最佳容量配比为2：1,TSC单元之间的最佳容量配比为1：1：1，同时将信号分别发送给TSC和D-STATCOM，根据上级传输的数据，使TSC能够实现分级大容量的无功补偿，D-STATCOM能够实现TSC两级之间的连续调整,TSC和D-STATCOM二者互补来实现低成本、大容量的快速补偿无功。从而实现了在保证混合装置准确补偿无功的同时，使其提高了效率，降低了制造运行维护的成本。

附图说明

下面结合附图说明和具体实施方式对本实用新型作进一步说明：

图1为本实用新型一种适用于混合无功补偿装置的协调控制系统结构示意图。

图2为图1中控制终端的结构框图。

图中：1-电网电流传感器、2-电网电压传感器、3-数据中继器、4-控制终端、401-处理器、402-无线通信收发器、403-A/D转化器、404-数据存储器、5-晶闸管投切电容器单元、6-配电网静止无功发生器。

具体实施方式

请参照图1及图2，一种适用于混合无功补偿装置的协调控制系统，其特征是：包括电网电流传感器1、电网电压传感器2、数据中继器3、控制终端4、晶闸管投切电容器单元5及配电网静止无功发生器6，所述电网电流传感器1和电网电压传感器2分别设置在电网上，电网电流传感器1和电网电压传感器2均通过数据中继器3与控制终端4连接；所述控制终端4与电网通信连接,控制终端4包括处理器401、无线通信收发器402、A/D转化器403及数据存储器404，其中无线通信收发器402、A/D转化器403及数据存储器404分别与处理器401通信连接；所述晶闸管投切电容器单元5和配电网静止无功发生器6以并联的方式接入电网中，并均与控制终端4通信连接。

优选的，所述晶闸管投切电容器单元5由电容器、电抗器和反并联的晶闸管构成，且该晶闸管投切电容器单元5的数量为三个以上。

控制终端4扮演着十分重要的角色，为了能实现TSC与D-STATCOM动作的一致性以及补偿容量的互补性，控制终端4根据从电网中采集的信息，通过数据处理，以D-STATCOM容量上限作为约束条件将无功进行分配，在先求出D-STATCOM补偿容量的前提下求出TSC单元的投入个数，使混合无功补偿装置能够进行精确地补偿。给出了TSC和D-STATCOM最佳容量配比为2：1，TSC单元之间的最佳容量配比为1：1：1，同时将信号分别发送给TSC和D-STATCOM，根据上级传输的数据，使TSC能够实现分级大容量的无功补偿，D-STATCOM能够实现TSC两级之间的连续调整，TSC和D-STATCOM二者互补来实现低成本、大容量的快速补偿无功。在保证混合装置准确补偿无功的同时，使其提高了效率，降低了制造运行维护的成本。在低成本的情况下，使用两种系统混合的方式进行调节，可以实现连续补偿，同时对电压也有很好的补偿效果。