[发明专利]基于磁控电抗器的清除电力系统电压谐波的方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种清除电力系统电压谐波的方法，特别是采用基于磁控电抗器和SVG装置的清除电力系统电压谐波的方法及装置。

背景技术

随着电网规模的日益扩大和电网负荷水平的急剧增长，谐波问题日益突出。负载电流中存在的谐波信号有可能与电网系统阻抗或系统中的无功补偿装置发生谐振，引起谐振放大现象，造成负载过电压保护。

动态无功发生器SVG（Static Var Generator）是近年来发展较为迅速的无功补偿装置，它是由全控型变流器件组成的可控的电压源逆变器，能为系统连续快速地提供容性无功和感性无功功率。

目前，在静止式无功补偿装置中，多采用晶闸管控制的TCR型电抗器，磁控电抗器（Magneticaiiy Controlled Reactor）由于其响应速度快，占地少，可靠性高，损耗低等优点，可以应用于电力系统的无功补偿装置中快速波动的现场，其快速励磁及快速退磁的功能，可以使触发控制单元快速完成正反向触发控制。

因此，将全控型变流器件组成的SVG装置和磁控电抗器一起应用于电力系统中，实现电网的无功补偿及谐波抑制，将达到迅速、可靠的目的。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于磁控电抗器的清除电力系统电压谐波的方法及装置，采用全控型变流器件SVG装置和磁控电抗器共同使用，能够有效清除电网电压谐波，实现连续可调的输出容性无功或感性无功；响应速度快，跟踪精度高，可大大提高电网的稳定性和可靠性。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案实现：

基于磁控电抗器的清除电力系统电压谐波的方法及装置，包括若干组SVG装置、磁控电抗器、若干组电容器组、电压无功控制器，若干组SVG装置并联连接在系统电压母线上，根据控制指令动态输出连续的容性无功或感性无功；磁控电抗器、若干组电容器组并联连接在系统电压母线上，根据控制指令输出连续可调的容性无功或感性无功；电压无功控制器的输入端分别与用户PT和用户CT相连接，采集控制器所需的电压信号和电流信号，电压无功控制器的输出端分别连接各组SVG装置、磁控电抗器及各电容器组，并输出控制指令；

所述的磁控电抗器，包括两个铁芯，在每个铁芯上分别绕有两组线圈，四组线圈为交叉并联结构；在每个铁芯上有一组线圈从中间引出抽头，该抽头与绕在该铁芯的另一组线圈之间接有可控器件，在每个铁芯上再复合一组线圈，该两组线圈反向串联连接，并与两个反向并联连接的可控器件组成的整流桥电路构成回路；所述的可控器件为IGBT、IGCT、IEGT开关器件。

所述的SVG的控制方法为：检测电网中的间谐波电流，通过谐波电流控制环节使SVG输出间谐波电流来改变系统的等效阻抗，清除电网电压谐波。

所述的间谐波电流检测方法是：根据电网电流基波频率ω₀和间谐波电流频率ω₁计算出基准频率ω_f，所述基准频率ω_f为电流基波频率ω₀和间谐波电流频率ω₁的公约数，即ω₀=k₀ω_f，ω₁=k₁ω_f，其中k₀，k₁均为整数；以ω_f为基准频率提取电网电流中的间谐波分量。

所述的谐波电流控制环节通过PI调节器将指令电流与SVG装置输出电流作反馈控制，得到调制波信号，再经PWM调制得到驱动信号；控制SVG输出指令电流

根据电路定律，得到下式：