[发明专利]低压无功补偿晶闸管投切电容补偿装置及其补偿方法

权利要求书

1.一种低压无功补偿晶闸管投切电容补偿装置，其应用于低压无功补偿晶闸管投切电容补偿系统中，该补偿系统包括：

两采样点无功算法控制器，其包括电流采样输入端、电压采样输入端、以及多个投切电平输出端，其中，电流采样输入端与低压母线电性连接而采样该低压母线的电流，电压采样输入端与低压母线电性连接而采样该低压母线的电压；

多个晶闸管开关，每个晶闸管开关包括控制端、第一输入端、第二输入端、第一输出端以及第二输出端，其中，该控制端电性连接于一个该投切电平输出端，该第一、第二输入端均电性连接于该低压母线；

多个扼流圈，其一端分别电性连接于多个第二输出端；

多个补偿电容，其一端分别电性连接该多个扼流圈的另一端，且还分别电性连接于多个第一输出端，该多个补偿电容的另一端电性接地；

其特征在于，该补偿装置嵌入于该两采样点无功算法控制器中，该补偿装置包括：

采样模块，其用于采样低压母线上的电流、电压，获得第K次和第K+1次采样电压、电流，其中，K和K+1指电压和电流前后两次的采样点；

计算模块，其用于根据第K次和第K+1次采样电压、电流计算出需要补偿的无功量；

查找模块，其用于根据该无功量循环查找最佳的补偿电容组合投切；

控制模块，其用于根据最佳的补偿电容组合，输出至少一个投切电平控制信号控制相应的晶闸管开关的导通，将相应的补偿电容与低压母线连通，实现最佳的补偿电容组合与低压母线连通，达到补偿低压母线无功量的目的。

2.如权利要求1所述的低压无功补偿晶闸管投切电容补偿装置，其特征在于，该计算模块还包括：

定义模块，其用于定义电压和电流表达式为u=U_msinωt，i=I_msin(ωt-θ)，则第K次和第K+1次采样电压、电流分别为u_k= U_msinωt_k，i_k= I_msin(ωt_k-θ)；u_k+1= U_msinωt_k+1= U_msin(ωt_k+ωT_s)，i_k+1= I_msin(ωt_k+1-θ)= I_msin(ωt_k+ωT_s-θ)；

相乘模块，其用于将第K次采样电压与第K+1次采样电流相乘得ukik+1=UmIm2[cos(θ-ωTs)-cos(2ωtk+ωTs-θ)]]]>，还用于将第K+1次采样电压与第K次采样电流相乘得：uk+1ik=UmIm2[cos(θ-ωTs)-cos(2ωtk+ωTs-θ)]]]>；

消去模块，其用于将这两个相乘式消去与t_k相关项，得到：UmImcosθ=ukik+uk+1ik+1-(ukik+1+uk+1ik)cosωTSsin2ωTs]]>（1式），UmImsinθ=ukik+1-uk+1iksin2ωTs]]>（2式）；

等效模块，其用于根据电网的单相有功功率是P= U_mI_mcosθ，无功功率是Q=U_mI_msinθ，将（1式）和（2式）等效写成：P=ukik+uk+1ik+1-(ukik+1+uk+1ik)cosωTSsin2ωTs]]>（3式），Q=ukik+1-uk+1iksin2ωTs]]>（4式）；

两采样点计算无功模块，其用于根据ωT_s=π/2时，cosωT_s=0,sinωT_s=1，将有功和无功计算公式即（3式）和（4式）就变成：P=u_ki_k+u_k+1i_k+1，Q=u_ki_k+1-u_k+1i_k（5式），其中，P为有功功率，Q为无功功率即为需要补偿的无功量。