[发明专利]一种配网电压动态调节装置

说明书

本发明提供了一种配网电压动态调节装置，包括三相整流单元、单相逆变单元以及耦合器单元，所述三相整流单元采用由全控型电力电子器件IGBT组成的三相半桥换流器，该单元交流侧通过电抗器接入到380V电网，而直流侧并联有电容储能，用于为逆变单元提供能量或是将逆变单元的多余能量反馈到电网中；所述单相逆变单元采用由全控型电力电子器件IGBT组成的单相H桥换流器，该单元交流侧通过电抗器接入到耦合电容器，而直流侧并联有用于储能的电容，该单元用于产生补偿电压；所述耦合器单元采用电容器耦合，将逆变单元产生的电压叠加到10kV线路上，从而完成电压的补偿。

技术领域

本发明属于电压调节技术领域，特别涉及一种配网电压动态调节装置。

背景技术

配网电压偏低对供电系统的安全、经济运行的影响主要有以下几个方面：1)增大线路损耗。当输送一定功率电能时，配网电压降低，则电流相应增大，从而会引起线路损耗增大。2)降低电力系统的稳定性。由于配网电压降低，从而降低了线路输送功率极限，因而降低了电力系统的稳定性，电压过低可能发生电压崩溃事故。3)发电机出力降低。如果配网电压降低超过5％时，则发电机出力也要相应降低，同时所对应的输送电设备能力也会降低。

配网电压偏高对供电系统的安全、经济运行的影响主要有以下几个方面：1)变压器发热严重。变压器正常电压不得超过额定电压的5％，电压过高会使铁芯产生过励磁并使铁芯严重饱和，铁芯及其金属夹件因漏磁增大而产生高温，严重时将损坏变压器绝缘并使构件局部变形，缩短变压器的使用寿命。2)损坏用电设备。电力系统中的所有用电设备都有耐压值，当电压长期偏高时，用电设备发热严重，绝缘受到损坏，严重情况下还会损坏用电设备，造成设备无法正常工作。

因此，我们需要对配网电压进行检测和动态实时调节。

发明内容

本发明配网电压动态调节装置首先检测10kV配网的电源电压，得到该装置需要补偿的电压；然后通过控制算法使该装置主电路产生相应的补偿电压；该补偿电压通过电容器耦合到10kV线路中，这样就可以使得10kV配网的实际输出电压满足要求。

本发明具体为一种配网电压动态调节装置，所述配网电压动态调节装置包括三相整流单元、单相逆变单元以及耦合器单元，所述三相整流单元采用由全控型电力电子器件IGBT组成的三相半桥换流器，该单元交流侧通过电抗器接入到380V电网，而直流侧并联有电容储能，用于为逆变单元提供能量或是将逆变单元的多余能量反馈到电网中；所述单相逆变单元采用由全控型电力电子器件IGBT组成的单相H桥换流器，该单元交流侧通过电抗器接入到耦合电容器，而直流侧并联有用于储能的电容，该单元用于产生补偿电压；所述耦合器单元采用电容器耦合，将逆变单元产生的电压叠加到10kV线路上，从而完成电压的补偿。

进一步的，三相整流单元由于采用的是全控型电力电子器件，便于能量的双向流动，当配网电压偏低时，三相整流单元为逆变单元提供能量，而配网电压偏高时，三相整流单元将逆变单元的多余能量反馈到电网中。

进一步的，对所述三相整流单元进行直流电压控制和电流跟踪控制。

进一步的，所述直流电压控制为将直流侧电压指令值U_dc*与直流侧电压实际值U_dc相比较，将偏差△U_dc送入电压控制器进行调节，电压控制器的输出△i_d即为稳压的有功分量，将该有功分量加入到电流环中，使装置的指令电流中含有稳压所需的有功电流成分，以维持三相整流单元直流侧电压的恒定。

进一步的，所述电流跟踪控制采用三角载波控制，将装置的实际输出电流i_c与指令电流i_c*进行比较，将其偏差Δi送入电流环控制器，得到调制波信号，将调制信号与三角载波进行实时比较，生成PWM信号，将此PWM信号经过驱动电路放大后，驱动三相桥式电路中的IGBT，三相桥式电路输出相应的电压波形，该电压与电网电压的差值作用在输出电抗器上，产生需要的电流波形。