电容阵列无功补偿装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种电容阵列无功补偿装置，应用于电力技术，装置包括控制装置和至少一个电容阵列；所述电容阵列包括第一电容、第二电容、第三电容、第四电容、第一半导体双向开关模块、第二半导体双向开关模块、第三半导体双向开关模块、第四半导体双向开关模块、第一电感、第二电感、第一可控开关、第二可控开关、第三可控开关、第四可控开关、第五可控开关和第六可控开关。本实用新型专利技术基于第一至第四半导体双向开关模块、第一至第六可控开关的连接关系，实现不同等效电容值的无功补偿接入，其灵活性强，精度高，且结构简单。

【技术实现步骤摘要】
电容阵列无功补偿装置
本技术涉及电力技术，尤其是一种电容阵列无功补偿装置。
技术介绍
随着产业结构的优化升级，大量非线性负荷接入电网，电力系统的无功问题显得越发突出。目前，电力系统的无功补偿方式大多数所采取固定电容器和晶闸管投切电容器，但是其存在较多问题，首先由于投切控制方式的限制，其动态性能较差，难以实现精度跟踪；其次，传统补偿方式的电容器投切为阶梯式补偿方式，其补偿精度较差，难以实现无功的精确补偿。对于无功的精确补偿，目前主要采用静止同步补偿器STATCOM，但STATCOM造价较高且控制方式十分复杂，难以实现广泛应用。综上所述，传统的固定电容器和晶闸管投切电容器无功补偿方式越来越难以满足电网对无功功率精确补偿的要求，而STATCOM又受制于成本和控制方式的限制。
技术实现思路
有鉴于此，本技术的目的在于提供一种电容阵列无功补偿装置，以通过较低的成本实现较为精准的无功补偿。根据本技术实施例提供的第一种方案：一种电容阵列无功补偿装置，包括控制装置和至少一个电容阵列；所述电容阵列包括第一电容、第二电容、第三电容、第四电容、第一半导体双向开关模块、第二半导体双向开关模块、第三半导体双向开关模块、第四半导体双向开关模块、第一电感、第二电感、第一可控开关、第二可控开关、第三可控开关、第四可控开关、第五可控开关和第六可控开关；所述第一可控开关的第一端作为阵列的第一接入端，所述第一可控开关的第二端通过第一电感分别与所述第一半导体双向开关模块的第一端和所述第二半导体双向开关模块的第一端连接，所述第一半导体双向开关模块的第二端与第一电容的第一端连接，所述第二半导体双向开关模块的第二端与所述第二电容的第一端连接；所述第二可控开关的第一端作为阵列的第二接入端，所述第二可控开关的第二端通过第二电感分别与所述第三半导体双向开关模块的第一端和所述第四半导体双向开关模块的第一端连接，所述第三半导体双向开关模块的第二端与第三电容的第一端连接，所述第四半导体双向开关模块的第二端与所述第四电容的第一端连接；所述第一电容的第二端、所述第二电容的第二端、所述第三电容的第二端和所述第四电容的第二端均与所述第三可控开关的第一端连接，所述第三可控开关的第二端通过所述第四可控开关连接到所述第一可控开关的第一端，所述第三可控开关的第二端通过所述第五可控开关与所述第二可控开关的第一端连接，所述第六可控开关的两端分别与所述第一可控开关的第二端和所述第二可控开关的第二端连接；所述控制装置用于控制所述第一可控开关、第二可控开关、第三可控开关、第四可控开关、第五可控开关、第六可控开关、第一半导体双向开关模块、第二半导体双向开关模块、第三半导体双向开关模块、第四半导体双向开关模块的通断状态，以控制所述电容阵列在第一接入端和第二接入端之间的等效电容。在部分实施例中，所述第一可控开关、所述第二可控开关、所述第三可控开关、所述第四可控开关、所述第五可控开关、所述第六可控开关均为继电器或者接触器。在部分实施例中，第一半导体双向开关模块、第二半导体双向开关模块、第三半导体双向开关模块和第四半导体双向开关模块均结构相同，所述第一半导体双向开关模块由两个导通方向相反的晶闸管并联而成，两个所述晶闸管的参数相同。在部分实施例中，所述控制装置在确定需要接通的双向半导体开关模块和可控开关后，先接控制需要接通的可控开关接通，再控制需要接通的双向半导体开关模块接通。在部分实施例中，所述控制装置在确定需要断开的双向半导体开关模块和可控开关后，先接控制需要断开的可控开关断开，再控制需要断开的双向半导体开关模块断开。在部分实施例中，所述电容阵列的数量有多个，多个所述电容阵列均由所述控制装置控制。在部分实施例中，所述电容阵列的工作模式包括断开模式、第一模式、第二模式、第三模式、第四模式、第五模式和第六模式；当所述电容阵列为所述断开模式时，所述第一可控开关、所述第二可控开关、所述第三可控开关、所述第四可控开关、所述第五可控开关、所述第六可控开关、第一半导体双向开关模块、第二半导体双向开关模块、第三半导体双向开关模块和第四半导体双向开关模块均处于断开状态；当所述电容阵列从断开模式切换至所述第一模式时，闭合所述第一可控开关，闭合所述第二可控开关，闭合所述第一半导体双向开关模块或者所述第二半导体双向开关模块，以及闭合所述第三半导体双向开关模块或者所述第四半导体双向开关模块；当所述电容阵列从断开模式切换至所述第二模式时，闭合所述第一可控开关，闭合所述第二可控开关，闭合所述第一半导体双向开关模块、所述第二半导体双向开关模块、所述第三半导体双向开关模块和所述第四半导体双向开关模块中的三个；当所述电容阵列从断开模式切换至所述第三模式时，闭合所述第一可控开关，闭合所述第三可控开关、闭合所述第五可控开关，闭合所述第一半导体双向开关模块或者所述第二半导体双向开关模块；或者当所述电容阵列从断开模式切换至所述第三模式时，闭合所述第二可控开关，闭合所述第三可控开关，闭合所述第四可控开关，闭合所述第三半导体双向开关模块或者所述第四半导体双向开关模块；当所述电容阵列从断开模式切换至所述第四模式时，闭合所述第一可控开关，闭合所述第三可控开关，闭合所述第五可控开关，闭合所述第一半导体双向开关模块和所述第二半导体双向开关模块；或者当所述电容阵列从断开模式切换至所述第四模式时，闭合所述第二可控开关，闭合第三可控开关，闭合所述第四可控开关，闭合所述第三半导体双向开关模块和所述第四半导体双向开关模块；当所述电容阵列从断开模式切换至所述第五模式时，闭合所述第一可控开关，闭合所述第三可控开关，闭合所述第四可控开关，闭合所述第六可控开关，闭合所述第一半导体双向开关模块、第二半导体双向开关模块、第三半导体双向开关模块和第四半导体双向开关模块中的三个；或者当所述电容阵列从断开模式切换至所述第五模式时，闭合所述第二可控开关，闭合所述第三可控开关，闭合所述第五可控开关，闭合所述第六可控开关，闭合所述第一半导体双向开关模块、第二半导体双向开关模块、第三半导体双向开关模块和第四半导体双向开关模块中的三个；当所述电容阵列从断开模式切换至所述第六模式时，闭合所述第二可控开关，闭合所述第三可控开关，闭合所述第四可控开关或者所述第五可控开关，闭合所述第六可控开关，闭合所述第一半导体双向开关模块、第二半导体双向开关模块、第三半导体双向开关模块和第四半导体双向开关模块。在部分实施例中，所述控制装置还用于估算电容补偿值，并根据所述电容补偿值控制各所述电容阵列在第一接入端和第二接入端之间的等效电容。在部分实施例中，所述控制装置在控制所述电容阵列的工作模式切换时，若所述拟切换的工作模式中包括多种连接关系，则随机从拟切换的工作模式的多种连接关系中选择一种连接关系，并控制所述电容阵列切换至被选中的连接关系。从上述实施例可知，本技术实施例具有以下技术效果：通过本方案电容阵列的结构，控制装置可以利用半导体本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电容阵列无功补偿装置，其特征在于，包括控制装置和至少一个电容阵列；/n所述电容阵列包括第一电容、第二电容、第三电容、第四电容、第一半导体双向开关模块、第二半导体双向开关模块、第三半导体双向开关模块、第四半导体双向开关模块、第一电感、第二电感、第一可控开关、第二可控开关、第三可控开关、第四可控开关、第五可控开关和第六可控开关；/n所述第一可控开关的第一端作为阵列的第一接入端，所述第一可控开关的第二端通过第一电感分别与所述第一半导体双向开关模块的第一端和所述第二半导体双向开关模块的第一端连接，所述第一半导体双向开关模块的第二端与第一电容的第一端连接，所述第二半导体双向开关模块的第二端与所述第二电容的第一端连接；/n所述第二可控开关的第一端作为阵列的第二接入端，所述第二可控开关的第二端通过第二电感分别与所述第三半导体双向开关模块的第一端和所述第四半导体双向开关模块的第一端连接，所述第三半导体双向开关模块的第二端与第三电容的第一端连接，所述第四半导体双向开关模块的第二端与所述第四电容的第一端连接；/n所述第一电容的第二端、所述第二电容的第二端、所述第三电容的第二端和所述第四电容的第二端均与所述第三可控开关的第一端连接，所述第三可控开关的第二端通过所述第四可控开关连接到所述第一可控开关的第一端，所述第三可控开关的第二端通过所述第五可控开关与所述第二可控开关的第一端连接，所述第六可控开关的两端分别与所述第一可控开关的第二端和所述第二可控开关的第二端连接；/n所述控制装置用于控制所述第一可控开关、第二可控开关、第三可控开关、第四可控开关、第五可控开关、第六可控开关、第一半导体双向开关模块、第二半导体双向开关模块、第三半导体双向开关模块、第四半导体双向开关模块的通断状态，以控制所述电容阵列在第一接入端和第二接入端之间的等效电容。/n...

【技术特征摘要】
1.一种电容阵列无功补偿装置，其特征在于，包括控制装置和至少一个电容阵列；
所述电容阵列包括第一电容、第二电容、第三电容、第四电容、第一半导体双向开关模块、第二半导体双向开关模块、第三半导体双向开关模块、第四半导体双向开关模块、第一电感、第二电感、第一可控开关、第二可控开关、第三可控开关、第四可控开关、第五可控开关和第六可控开关；
所述第一可控开关的第一端作为阵列的第一接入端，所述第一可控开关的第二端通过第一电感分别与所述第一半导体双向开关模块的第一端和所述第二半导体双向开关模块的第一端连接，所述第一半导体双向开关模块的第二端与第一电容的第一端连接，所述第二半导体双向开关模块的第二端与所述第二电容的第一端连接；
所述第二可控开关的第一端作为阵列的第二接入端，所述第二可控开关的第二端通过第二电感分别与所述第三半导体双向开关模块的第一端和所述第四半导体双向开关模块的第一端连接，所述第三半导体双向开关模块的第二端与第三电容的第一端连接，所述第四半导体双向开关模块的第二端与所述第四电容的第一端连接；
所述第一电容的第二端、所述第二电容的第二端、所述第三电容的第二端和所述第四电容的第二端均与所述第三可控开关的第一端连接，所述第三可控开关的第二端通过所述第四可控开关连接到所述第一可控开关的第一端，所述第三可控开关的第二端通过所述第五可控开关与所述第二可控开关的第一端连接，所述第六可控开关的两端分别与所述第一可控开关的第二端和所述第二可控开关的第二端连接；
所述控制装置用于控制所述第一可控开关、第二可控开关、第三可控开关、第四可控开关、第五可控开关、第六可控开关、第一半导体双向开关模块、第二半导体双向开关模块、第三半导体双向开关模块、第四半导体双向开关模块的通断状态，以控制所述电容阵列在第一接入端和第二接入端之间的等效电容。


2.根据权利要求1所述的电容阵列无功补偿装置，其特征在于，所述第一可控开关、所述第二可控开关、所述第三可控开关、所述第四可控开关、所述第五可控开关、所述第六可控开关均为继电器或者接触器。


3.根据权利要求1所述的电容阵列无功补偿装置，其特征在于，第一半导体双向开关模块、第二半导体双向开关模块、第三半导体双向开关模块和第四半导体双向开关模块均结构相同，所述第一半导体双向开关模块由两个导通方向相反的晶闸管并联而成，两个所述晶闸管的参数相同。


4.根据权利要求2所述的电容阵列无功补偿装置，其特征在于，所述控制装置在确定需要接通的双向半导体开关模块和可控开关后，先接控制需要接通的可控开关接通，再控制需要接通的双向半导体开关模块接通。


5.根据权利要求2所述的电容阵列无功补偿装置，其特征在于，所述控制装置在确定需要断开的双向半导体开关模块和可控开关后，先接控制需要断开的可控开关断开，再控制需要断开的双向半导体开关模块断开。


6.根据权利要求1所述的电容阵列无功补偿装置，其特征在于，所述电容阵列的数量有多个，多个所述电容阵列均由所述控制装置控制。


7.根据权利要求1所述的电容阵列无功补偿装置，其特征在于，所述电容阵列的工作...

【专利技术属性】
技术研发人员：何健，叶峰，梁坚，梁勇，张树冰，王亚文，谢天怡，
申请(专利权)人：国网湖北省电力公司宜昌市高新区供电公司，
类型：新型
国别省市：湖北;42