[发明专利]无功补偿及三相平衡装置以及快速响应算法

权利要求书

1.无功补偿及三相平衡装置，包括多个补偿模块组成的补偿系统和控制系统，其特征在于：

所述补偿模块包括“嵌入组合式”的电容器和相应的串联晶闸管，即先将控制电容器投切的晶闸管主开关与电容器串联组成支路，再组成角接电路的方式分别接于系统三相之间，且加入辅助开关电路；

所述补偿模块从内部主电路接线方式上分为I类模块与II类模块，I类模块接法为正序，用于在相间电压的正向电压峰值时投/切，II类模块接法为负序，用于在相间电压的负向电压峰值时投/切；

所述控制系统包括AD采样模块和开关控制模块：

其中所述AD采样模块分别与系统三相或者各补偿电容器连接，用于对三相系统电压U_AB、U_BC、U_CA、三个电容器电压U_C1、U_C2、U_C3、三个补偿电流I₁、I₂、I₃进行采样；

所述开关控制模块分别与各主晶闸管或者各辅助IGBT连接，用于产生各主晶闸管以及各辅助IGBT的开通脉冲信号；

所述补偿系统中有一个主模块，其它模块均为从模块，主模块除采样每个补偿模块的系统电压、电容器电压、补偿电流外，还采样外部负载电流IL_A、IL_B、IL_C电流，用于计算所需要补偿容量；

所述控制系统还包括通信模块：通信模块连接主模块与各从模块，以及各主、从模块与HMI人机界面，用于主、从模块间或者模块与HMI人机界面之间通信。

2.根据权利要求1所述的无功补偿及三相平衡装置，其特征在于，每一个所述电容器与晶闸管主开关串联，组成支路中的晶闸管主开关和电容器分别并联辅助IGBT和辅助电阻串联支路，其中晶闸管与电容器串联组成补偿主电路，用于提供无功容量，晶闸管主开关并联的辅助IGBT和辅助电阻串联支路组成辅助充电电路，电容器并联的辅助IGBT和辅助电阻串联支路组成辅助放电电路，辅助充/放电电路用于在主晶闸管处于退出状态时来维持电容器上的电压，以保持退出后随时可投的“备用”状态。

3.根据权利要求1所述的无功补偿及三相平衡装置，其特征在于，所述主模块与各从模块间通过两路CAN网进行通信，其中CAN1通道用于主模块向从模块下发投/切指令，CAN2通道用于从模块向主模块以及HMI人机界面回传状态。

4.根据权利要求1所述的无功补偿及三相平衡装置，其特征在于，所述补偿系统包括21个补偿模块，每个补偿模块中包括3个支路,分别连接于三相之间，所有的补偿模块依次编号为N＝1～21,模块内部接于U_AB间的支路编号与补偿模块编号同为N，接于U_BC间为N+21，接于U_CA间为N+42，支路总数为63个；30kVA I类模块简写为30kI，30kVA II类模块简写为30kII，按先I类模块后II类模块且I类与II类数目相同。

5.如1-4任意一所述的无功补偿及三相平衡装置的快速响应算法，其特征在于，包括：

当晶闸管开关可投入的电容器直流电压下限电容器直流电压晶闸管开关可投入的电容器直流电压上限，

且晶闸管开关投入的最小相位角度系统电压相位角度晶闸管开关投入的最大角度时，

上述两个条件共同满足组成晶闸管开关的投入时机，

还包括

当晶闸管开关退出的最小相位角度系统电压相位角度晶闸管开关退出的最大角度时，切除晶闸管开关；

还包括

当电容器直流电压该电容器并联辅助IGBT投入电压，

电容器并联辅助IGBT投入，

当电容器直流电压该电容器并联辅助IGBT分断电压，

电容器并联辅助IGBT退出，

还包括

当电容器电压下限值电容器直流电压电容器电压上限值，晶闸管并联辅助IGBT投入，

还包括

在补偿模块刚开始上电时，

当晶闸管第一次投入电压负值电容器直流电压晶闸管第一次投入电压时，投入晶闸管开关。