[发明专利]一种高压动态无功补偿用一体化控制装置

说明书

本发明涉及一种高压动态无功补偿用一体化控制装置，属于交流输电领域。包括主控制部分、高压隔离部分和功率单元控制部分依次相连，且置入同一柜体中；所述主控制部分包括高压隔离电源原侧和主控制模块；所述高压隔离部分包括隔离变压器和光纤；所述功率单元控制部分包括若干功率单元控制模块。本发明集成了高压SVG工作用的多路高压隔离电源、主控制单元模块以及功率单元控制模块，将所述模块按一定结构放置到一个柜体中，从整体上减小了SVG空间占用，降低了SVG自身集成和维修的难度，增加了SVG系统装置的可靠性，具有实时性好、隔离能力强、可靠性高和便于批量生产的特点。

技术领域

本发明涉及交流输电领域，具体地说是一种高压动态无功补偿用一体化控制装置。

背景技术

近年来，随着科技的不断进步，在工业中电力电子设备的应用逐渐增多，电力电子装置在为人们带来巨大的利益的同时，也导致了电网中日益严重的污染，随着柔性交流输电技术(Flexible AC Transmission System简称FACTS)的不断发展，动态无功补偿装置(Static Var Generator简称SVG)应允而生，高压SVG通过注入电流大小相等、方向相反的电流，来实现无功补偿和谐波抑制，是FACTS的重要装置。

行业内高压SVG大多采用串联链式结构，串联链式结构直接在每相都串联若干个H桥结构的IGBT功率单元，使每相都可以承受电网电压，只是根据目标电网电压的不同决定功率单元的数量。通常，针对于10KV系统，采用星型的连接方式，功率单元要达到30个，由于功率单元数量众多，功率单元的供电问题、功率单元和主控单元的通讯问题越来越引起人们重视，如何设计一种集成化的装置，能够将上述供电、数据传输和功率单元控制集成到同一个柜体里，实现非常容易的进行SVG自身的集成，目前，在一些高校和科研单位相关人员一直在进行研究。

功率单元是SVG设备的组成单元，由于功率单元普遍要求体积小成本低，在功率单元的设计中涉及到高电压，就要充分考虑控制电路、电源部分、通讯隔离电路的空间布局，导致功率单元的体积减小受限，在专利“CN102158336.A用于电力电子系统的多通道隔离高速智能收发装置及方法”中提出了一种多通道隔离通讯的方法，由于涉及到多路的模拟量和数字量的传输，采用了FPGA模块，结构和设计过于复杂，且不能从实质上做到减小体积和降低成本的目的，可作为研究的一个方向；高压SVG功率单元模块工作需要供电，目前通常的做法是通过高压绝缘的工频的变压器，由于工频的变压器体积庞大、价格昂贵，因此导致功率模块的体积和成本普遍偏高，与此同时，一些科研人员也在研究如何用高频的磁变压器替代价格和体积昂贵的工频变压器，专利“CN101662214A高压隔离开关电源及多个输出隔离的开关电源系统”，提出了一种磁隔离的多路输出开关电源，为分布式的电力电子设备提供了方便；专利“CN102291010A串联母线型多路直流输出高压高频隔离电源”，在磁隔离的多路输出开关电源的基础上优化了电源的原副边设计，使电源的可用性更加提高，但是在使用的过程中还是有一些问题没能解决：

1.由于专利“CN102291010A串联母线型多路直流输出高压高频隔离电源”,电源的副边设计没有反馈电压给原边，是一个开环的系统，因此，该多路输出高频隔离电源的带载能力差。

2.由于专利“CN201010297872.0一种开关电源磁隔离反馈电路”，提出的一种基于磁隔离的反馈方法，在试验的过程中发现，由于磁环变压器缠绕方式和匝数等与通常的高频变压器设计不同，变压器特性不同，并且磁环变压器反馈绕组的负载和实际功率模块的负载很难做到一样，基于上述原因，反馈控制的效果不好。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种高压动态无功补偿用一体化控制装置，能够做到将功率单元控制模块实际的电源电压反馈到原边，实现负反馈闭环控制。并且将功率单元控制电路、电源部分、通讯隔离电路集成到一个柜体内，从整体上减小了SVG空间占用，降低了SVG生产的成本，由于集成到一起，调试和检修比较方便。

本发明为实现上述目的所采用的技术方案是：