靜態(tài)同步補(bǔ)償裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)自動(dòng)控制技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種靜態(tài)同步補(bǔ)償裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]伴隨著現(xiàn)代工業(yè)及工業(yè)設(shè)備的不斷發(fā)展，用電設(shè)備對(duì)于配電網(wǎng)的電能質(zhì)量的影響逐漸凸顯，當(dāng)某些非線性、沖擊性及不平衡負(fù)荷接入電力系統(tǒng)時(shí)，如電弧爐、乳鋼機(jī)等設(shè)備接入電力系統(tǒng)時(shí)，會(huì)引起配電網(wǎng)的電壓波動(dòng)、閃變以及供電不平衡等電能質(zhì)量問題，然而配電網(wǎng)中某些電壓敏感型負(fù)荷，如計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、精密儀器等對(duì)配電網(wǎng)的電能質(zhì)量卻有較高的要求，因此對(duì)于配電網(wǎng)中的不平衡負(fù)荷進(jìn)行補(bǔ)償，進(jìn)而提高電能質(zhì)量是十分必要的。與此同時(shí)，配電網(wǎng)中各種負(fù)荷的存在勢必會(huì)產(chǎn)生無功功率，導(dǎo)致配電網(wǎng)的功率因數(shù)降低，因此對(duì)于無功功率進(jìn)行補(bǔ)償，也是配電網(wǎng)實(shí)用化過程中必須要考慮的重要因素之一。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]基于此，有必要針對(duì)配電網(wǎng)無功功率補(bǔ)償和不平衡負(fù)荷補(bǔ)償問題，提供一種靜態(tài)同步補(bǔ)償裝置。
[0004]—種靜態(tài)同步補(bǔ)償裝置，包括充放電模塊和若干個(gè)單相電路模塊，每一所述單相電路模塊包括用于將直流電壓逆變?yōu)榻涣麟妷旱哪孀兡K和用于直流電壓升降變換的變換模塊，所述逆變模塊的一端連接配電網(wǎng)相線且各個(gè)所述單相電路模塊中的逆變模塊連接不同的配電網(wǎng)相線，所述逆變模塊的另一端連接所述變換模塊的一端，所述變換模塊的另一端連接所述充放電模塊。
[0005]在上述靜態(tài)同步補(bǔ)償裝置中，逆變模塊能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)配電網(wǎng)各相無功功率的獨(dú)立補(bǔ)償，從而提高配電網(wǎng)的功率因數(shù)，同時(shí)該裝置通過各個(gè)單相電路模塊和充電充放電模塊的協(xié)同作用實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)各相的有功功率的交換，最終實(shí)現(xiàn)對(duì)配電網(wǎng)有功功率的平衡，即對(duì)配電網(wǎng)不平衡負(fù)荷進(jìn)行補(bǔ)償。該靜態(tài)同步補(bǔ)償裝置以簡單的電路結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)對(duì)配電網(wǎng)無功功率和不平衡負(fù)荷的同時(shí)補(bǔ)償，對(duì)于提高配電網(wǎng)的功率因數(shù)、降低配電網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)成本有積極的意義。
【附圖說明】
[0006]圖1為本發(fā)明靜態(tài)同步補(bǔ)償裝置其中一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0007]圖2為其中一個(gè)實(shí)施例單相電路模塊的電路示意圖；
[0008]圖3為H橋逆變器的電路不意圖；
[0009]圖4為DC/DC全橋變換器的電路不意圖；
[0010]圖5為本發(fā)明靜態(tài)同步補(bǔ)償裝置另一個(gè)實(shí)施例的電路示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0011]下面將以三相四線制配電網(wǎng)為例，結(jié)合附圖及較佳實(shí)施例對(duì)本發(fā)明所提出的靜態(tài)同步補(bǔ)償裝置進(jìn)行詳細(xì)描述，應(yīng)當(dāng)指出的是，雖然此處所給出的各個(gè)實(shí)施例均以三相四線制配電網(wǎng)為例，但不應(yīng)以此作為對(duì)本發(fā)明保護(hù)方案的限制，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言，圍繞本發(fā)明的構(gòu)思，可以將靜態(tài)同步補(bǔ)償裝置應(yīng)用于其他線制的配電網(wǎng)，如三相五線制配電網(wǎng)等。
[0012]參閱圖1，圖1是本發(fā)明靜態(tài)同步補(bǔ)償裝置其中一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013]在本實(shí)施例中，靜態(tài)同步補(bǔ)償裝置包括I個(gè)充放電模塊10和3個(gè)單相電路模塊20，每一個(gè)單相電路模塊20包括用于將直流電壓逆變?yōu)榻涣麟妷旱哪孀兡K21和用于直流電壓升降變換的變換模塊22，逆變模塊21的一端連接配電網(wǎng)相線，并且不同單相電路模塊中的逆變模塊連接不同的配電網(wǎng)相線，逆變模塊21的另一端連接變換模塊22的一端，變換模塊22的另一端連接充放電模塊10，其中，充放電模塊10用于從各個(gè)單相電路模塊吸收并存儲(chǔ)電能，或者對(duì)各個(gè)單相電路模塊釋放電能。由于逆變模塊21是用于將直流電壓逆變?yōu)榻涣麟妷旱?，包括逆變電壓所需的容性?fù)荷，而容性負(fù)荷能夠?yàn)榕潆娋W(wǎng)中的設(shè)備提供建立交變電磁場所需的能量，使能量在容性負(fù)荷和設(shè)備的感性負(fù)荷之間相互交換，即設(shè)備的感性負(fù)荷所需要的無功功率可以由容性負(fù)荷輸出的無功功率進(jìn)行補(bǔ)償，因而實(shí)現(xiàn)對(duì)配電網(wǎng)無功功率的補(bǔ)償，而且由于每一個(gè)配電網(wǎng)相線均連接逆變模塊，因此能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)配電網(wǎng)每一相的無功功率的獨(dú)立補(bǔ)償。下面舉例說明靜態(tài)同步補(bǔ)償電路不平衡負(fù)荷補(bǔ)償?shù)幕驹?首先，配電網(wǎng)相線30為配電網(wǎng)，包括A相線、B相線、C相線以及中性線N，中性線和三個(gè)相線共同組成用于傳輸電能的網(wǎng)絡(luò)線路；其次，在不電路損耗的情況下對(duì)不平衡負(fù)荷補(bǔ)償原理進(jìn)行分析，假定配電網(wǎng)的三相功率分別為PA、PB、Pc,則平均功率為Pavg= (P A+PB+PC) /3，且PA< P B< P avg< P ε，A相所連的單相電路模塊從配電網(wǎng)吸收的有功功率為Pavg_PA，并用于給充放電模塊10充電；B相所連的單相電路模塊從配電網(wǎng)吸收的有功功率為Pavg_PB，并用于給充放電模塊10充電；C相所連的單相電路模塊則向配電網(wǎng)注入有功功率，注入的有功功率為Pe-Pavg，該功率經(jīng)單相電路模塊從充放電模塊10獲得，即充放電模塊10向配電網(wǎng)的C相放電，其放電功率為Pc-Pavg。由于(Pavg-PA) + (Pavg-PB) =Pc-Pavg，即靜態(tài)同步補(bǔ)償裝置從配電網(wǎng)吸收的有功功率與對(duì)配電網(wǎng)釋放的有功功率相等。經(jīng)過補(bǔ)償，配電網(wǎng)各相的有功功率最終均等于平均功率Pavg，達(dá)到了平衡，因而通過靜態(tài)同步補(bǔ)償電路最終實(shí)現(xiàn)對(duì)配電網(wǎng)不平衡負(fù)荷的補(bǔ)償。
[0014]本實(shí)施例中的靜態(tài)同步補(bǔ)償裝置，利用逆變模塊實(shí)現(xiàn)對(duì)配電網(wǎng)三相無功功率的獨(dú)立補(bǔ)償，同時(shí)通過充放電模塊對(duì)配電網(wǎng)的有功功率進(jìn)行交換，使靜態(tài)同步補(bǔ)償裝置從配電網(wǎng)有功出力小的相吸收有功功率并對(duì)充放電模塊進(jìn)行充電，同時(shí)從充放電模塊吸收有功功率對(duì)配電網(wǎng)有功出力大的相釋放有功功率，使得靜態(tài)同步補(bǔ)償裝置從配電網(wǎng)吸收的有功功率等于對(duì)配電網(wǎng)釋放的有功功率，最終實(shí)現(xiàn)對(duì)配電網(wǎng)三相有功功率的平衡，即實(shí)現(xiàn)對(duì)配電網(wǎng)不平衡負(fù)荷的補(bǔ)償。上述靜態(tài)同步補(bǔ)償裝置以簡單的電路結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)對(duì)配電網(wǎng)無功功率和不平衡負(fù)荷的同時(shí)補(bǔ)償，對(duì)于提高配電網(wǎng)的功率因數(shù)、降低配電網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)成本具有積極的意義。
[0015]作為一種具體的實(shí)施方式，充放電模塊為公共直流母線電容Cni,用于存儲(chǔ)從單相電路模塊吸收的電能或者對(duì)單相電路模塊釋放電能。
[0016]作為一種具體的實(shí)施方式，參見圖2所示的單相電路模塊20的電路示意圖，其中，逆變模塊為H橋逆變器，該逆變器包括包括第一 H橋(H-Bridge，HBI)HBI1、直流電容Cc和交流濾波電感Lf，其中，第一 H橋的直流側(cè)并聯(lián)連接(即并接)直流電容C。，第一 H橋的交流側(cè)的一端經(jīng)交流濾波電感Lf連接配電網(wǎng)相線(如圖2中的相線A)，第一 H橋的交流側(cè)的另一端連接配電網(wǎng)的中性線(即圖2中的中性線N)，其中，交流濾波電感Lf用于濾除H橋逆變器輸出的無功電流中的高次諧波電流，直流電容C。則起到穩(wěn)定H橋直流側(cè)電壓的作用。H橋逆變器用于檢測配電網(wǎng)的無功電流，通過控制H橋逆變器中的各個(gè)開關(guān)管的通斷，輸出與配電網(wǎng)的無功電流大小相等的無功電流，從而實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)無功功率的補(bǔ)償。
[0017]作為一種具體的實(shí)施方式，變換模塊22為DC/DC全橋變換器，用于對(duì)充放電模塊進(jìn)行充放電。
[0018]優(yōu)選地，參見圖2所示的單相電路模塊20的電路示意圖，其中，DC/DC全橋變換器包括第二 H橋HBI2、高頻變壓器(High Frequency Transformer, HFT)、電感L及第三H橋HBI3，第二 H橋HBI2的直流側(cè)并接直流電容C。，第二 H橋HBI2的交流側(cè)連接高頻變壓器HFT的高壓側(cè)，高頻變壓器HFT的低壓側(cè)的一端經(jīng)電感L連接第三H橋HBI3交流側(cè)的一端，高頻變壓器HFT的低壓側(cè)的另一端連接第三H橋HBI3交流側(cè)的另一端，第三H橋HBI3的直流側(cè)連接充放電模塊。
[0019]下面將對(duì)單相電路模塊中的逆變模塊和變