混合型无功补偿装置的制作方法

本实用新型涉及电能质量治理的无功补偿领域，具体地，涉及一种混合型无功补偿装置。

背景技术：

目前的无功补偿方式主要分为以下两种：一、采用电力电容来实现无功补偿；二、采用静止无功发生器(SVG)发出容性电流进行补偿无功。

其中，采用电力电容器进行无功补偿时，其响应速度慢，并且不能实现全补偿。

静止无功发生器(Static Var Generator，SVG)是一种基于电压源型PWM整流器拓扑结构，通过调节整流器输出侧电压幅值、相位间接调节网侧电流幅值、相位从而无谐波连续动态补偿无功功率的新一代无功补偿装置。SVG响应速度远高且具有无谐波动态无极差的无功补偿特性，是现在最理想的无功补偿方案。

采用静止无功发生器发出容性电流来补偿无功时，因为其采用现代电力电子技术，能够获得良好的补偿效果，但是单个模块容量不大，而且造价成本太高。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种混合型无功补偿装置，能够结合两种补偿的优点，实现快速响应，且成本低廉。

为了实现上述目的，本实用新型提出了一种混合型无功补偿装置，包括：静止无功发生器、电力电容器及ICMS控制器；所述静止无功发生器与所述ICMS控制器进行通讯；所述电力电容器与所述ICMS控制器相连；

其中，所述静止无功发生器采集电网中的网压负载信息，并发出电容投切信号至所述ICMS控制器，且所述静止无功发生器补偿电网系统中剩余的无功功率；

所述ICMS控制器对所述电容投切信号做出判断和响应，将所述电容投切信号转化为电平信号作用在复合开关上，用来投入和切除电力电容器。

进一步的，在所述的混合型无功补偿装置中，还包括显示器，所述显示器与所述ICMS控制器进行485通讯。

进一步的，在所述的混合型无功补偿装置中，还包括直流电源，所述直流电源连接所述ICMS控制器及显示器。

进一步的，在所述的混合型无功补偿装置中，所述静止无功发生器与所述ICMS控制器采用Modbus协议进行485通讯。

进一步的，在所述的混合型无功补偿装置中，所述电力电容器的个数为10-18个。

进一步的，在所述的混合型无功补偿装置中，所述ICMS控制器中包括参数设置单元，用于进行参数设置。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果主要体现在：通过静止无功发生器进行电网网压负载信息的收集，并发出电容投切信号至ICMS控制器，由ICMS控制器进行投入和切除电力电容器来实现基础的无功补偿，精细的无功补偿再由SVG进行补充。无功负载的变化由SVG来跟踪，实现快速响应。该装置补偿容量以电容器为主，实现大容量补偿，动态响应速度以SVG为主，能够大大减小动态响应时间。

附图说明

图1为本实用新型一实施例中混合型无功补偿装置的结构框图；

图2为本实用新型一实施例中混合型无功补偿装置的电路结构示意图。

具体实施方式

下面将结合示意图对本实用新型的混合型无功补偿装置进行更详细的描述，其中表示了本实用新型的优选实施例，应该理解本领域技术人员可以修改在此描述的本实用新型，而仍然实现本实用新型的有利效果。因此，下列描述应当被理解为对于本领域技术人员的广泛知道，而并不作为对本实用新型的限制。

为了清楚，不描述实际实施例的全部特征。在下列描述中，不详细描述公知的功能和结构，因为它们会使本实用新型由于不必要的细节而混乱。应当认为在任何实际实施例的开发中，必须做出大量实施细节以实现开发者的特定目标，例如按照有关系统或有关商业的限制，由一个实施例改变为另一个实施例。另外，应当认为这种开发工作可能是复杂和耗费时间的，但是对于本领域技术人员来说仅仅是常规工作。

在下列段落中参照附图以举例方式更具体地描述本实用新型。根据下面说明和权利要求书，本实用新型的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本实用新型实施例的目的。

请参考图1和图2，在本实施例中，提出了一种混合型无功补偿装置，包括：静止无功发生器、电力电容器及ICMS控制器(集中控制器)；所述静止无功发生器与所述ICMS控制器采用Modbus协议进行485通讯；所述电力电容器与所述ICMS控制器相连；其中，所述静止无功发生器采集电网中的网压负载信息，并发出电容投切信号至所述ICMS控制器，且所述静止无功发生器补偿电网系统中剩余的无功功率；所述ICMS控制器对所述电容投切信号做出判断和响应，将所述电容投切信号转化为电平信号作用在复合开关上，用来投入和切除电力电容器。

在本实施例中，本实用新型提供一种廉价而高效的无功补偿系统是通过软件上对电网无功的合理分配来实现最优化的无功补偿方案。

具体的，混合型无功补偿装置包括静止无功发生器、电力电容器和ICMS控制器，本系统以MODBUS协议的形式实现静止无功发生器与ICMS控制器之间的通讯，完成 数据显示，参数设置，电容投切得功能。此外，还包括显示器和直流电源，其中，所述直流电源连接所述ICMS控制器及显示器，所述显示器与所述ICMS控制器进行485通讯，用于显示相应参数等。所述电力电容器的个数为10-18个，具体数量可以根据要求来选择。

所述静止无功发生器负责采样电网中的网压负载电流等信息，通过瞬时无功算法提取无功功率，用来发出电容投切信号到ICMS控制器中，同时补偿电网系统中剩余的无功功率。

所述ICMS控制器中包括参数设置单元，用于进行参数设置。具体的，所述ICMS控制器具有以下功能：

a:对静止无功发生器发出的投电容指令做出判断和响应，把指令信息转化为电平信号作用在复合开关上，用来投入和切除电容。

b：对系统参数进行设置，通过485通讯设置“CT变比”，“目标功率因数”，“投入门限值”，“切出门限制”，“投入延时时间”，“切除延时时间”“过电压保护”等参数。

c:对电网的信息进行监控，静止无功发生器将采集到的信息经过计算之后，通过Modbus协议将“电网电压”，“负载电流”，“无功功率”，“有功功率”“视在功率”，“功率因数”等一些信息传输到ICMS控制器中，完成对电网信息的监控功能。

d:调配静止无功发生器和电容无功补偿的工作状态，对两者的补偿进行集中控制。

所述静止无功发生器(SVG)采集电网信息和负载电流信息，通过瞬时无功算法提取出无功功率。由于静止无功发生器中IGBT的开关频率为20KHZ，采样周期为400μs，SVG能很快的跟踪负载的变化情况，实现动态补偿过程，如果计算得到的无功功率超出自身容量，SVG会发出一个投电容信号到ICMS控制器中，控制器判断是否满足投电容需要的间隔时间，满足条件就将指令信息转化为电平信号作用在复合开关上，完成电容投切功能。当系统中存在的无功功率小于单个电容的容量时候，ICMS控制器 会发出指令告知SVG投入电容的个数以及每个电容容量大小，然后SVG按照ICMS控制器指令自动调整输出的无功功率大小，实现无功功率的全补偿。

在本实施例中，当检测到电网的无功功率时候，SVG会满负荷工作，用来补偿负载产生的无功功率，于此同时SVG会将无功功率大小发送到ICMS控制器中，ICMS控制器收到SVG的信息之后会做出判断，达到投入电容条件之后，ICMS控制器会控制复合开关动作，直到检测到的无功功率小于单个电容无功功率的时候，SVG输出无功功率恰好能将剩余的无功功率全补偿。当负载无功电流发生突变的时候，SVG做出快速响应，完成无功电流的跟踪，之后电容再做出反应。

可见，本实用新型混合型无功补偿装置结合了现有技术中两种方案的优点，基础的无功补偿由电容完成，精细的无功补偿由SVG来完成。负载无功的变化由SVG来跟踪，实现快速响应。如果出现过补偿情况，SVG会立刻发出感性无功来补偿过补的无功。该系统补偿容量以电容器为主，实现大容量补偿，该系统的动态响应速度以SVG为主，大大减小了动态响应时间。

综上，在本实用新型实施例提供的混合型无功补偿装置中，通过静止无功发生器进行电网网压负载信息的收集，并发出电容投切信号至ICMS控制器，由ICMS控制器进行投入和切除电力电容器来实现基础的无功补偿，精细的无功补偿再由SVG进行补充。无功负载的变化由SVG来跟踪，实现快速响应。该装置补偿容量以电容器为主，实现大容量补偿，动态响应速度以SVG为主，能够大大减小动态响应时间。

上述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不对本实用新型起到任何限制作用。任何所属技术领域的技术人员，在不脱离本实用新型的技术方案的范围内，对本实用新型揭露的技术方案和技术内容做任何形式的等同替换或修改等变动，均属未脱离本实用新型的技术方案的内容，仍属于本实用新型的保护范围之内。