一种兼具无功补偿功能的电压暂降治理技术-AET-电子技术应用

一种兼具无功补偿功能的电压暂降治理技术

电子技术应用 11期

陈思超1，黄烈江1，王鹏程1，潘圆君1，梁一桥2，张驰3，李俊斐3

（1.杭州欣美成套电器制造有限公司，浙江杭州 310000；2.浙大城市学院，浙江杭州 310000；3.浙江晟泰电气有限公司，浙江杭州 310000）

摘要：针对低压配电网中存在的电压暂降和无功功率失衡等混合电能质量问题，提出一种兼具无功补偿功能的电压暂降治理技术。基于静止无功发生器（SVG）中交直流变流器（AC/DC变流器）与逆变单元的相似性，在动态电压恢复器（DVR）的基础设计一种电能质量治理装置。当电网电压正常时，装置实时采样负载电流，计算负载需要补偿的无功，并发出反向电流，实现对电网的无功补偿；当电网电压发生暂降时，装置中的晶闸管阀会截止，超级电容器的能量通过AC/DC变流器逆变，给负载提供电源。实验结果表明，该装置响应迅速，在电压暂降治理和无功补偿功能之间切换时间短，电能质量治理效果好。

关键词： 电压暂降无功补偿 ACDC变流器超级电容器

中图分类号：TM761
文献标志码：A
DOI: 10.16157/j.issn.0258-7998.233962
引用格式：陈思超，黄烈江，王鹏程，等. 一种兼具无功补偿功能的电压暂降治理技术[J]. 电子技术应用，2023，49(11)：73-77.

A voltage sag mitigation technology with reactive power compensation function

Chen Sichao1，Huang Liejiang1，Wang Pengcheng1，Pan Yuanjun1，Liang Yiqiao2，Zhang Chi3，Li Junfei3

(1.Hangzhou Xinmei Electrical Appliance Manufacturing Co.， Ltd.， Hangzhou 310000， China；2.Hangzhou City University， Hangzhou 310000， China；3.ZheJiang Shingta Electrical Co.，Ltd.， Hangzhou 310000， China)

Abstract：To solve the hybrid electric power quality problems in low-voltage network such as voltage sag and reactive power imbalance, a voltage sag mitigation technology with reactive power compensation function is proposed. As per the similarity of AC/DC converter and inverter unit, in this paper, a power quality control device based on dynamic voltage restorer is studied. When grid voltage is normal, in order to achieve the reactive power compensation function for the power grid system, the device calculates reactive compensation load needs and emits reverse current by takes real-time sampling of load current. When grid voltage sag occurs, the thyristor valve of device will be cut off, the supercapacitors of device acts as a power source and supplies power to the load through AC/DC converter. The experimental results indicate that this device has excellent performance in solving power quality problems, such as rapid dynamic response and short switching time between voltage sag control function and reactive power compensation function.

Key words :voltage sag；reactive power compensation；AC/DC converter；supercapacitor

【引言】

我国每年因电能质量问题造成的经济损失高达上千亿，其中电压暂降问题造成的经济损失占比最大。电压暂降事件主要由雷击、重负荷启动等原因造成，且无法避免。近年来，随着“高精尖”设备的大量使用以及生产领域对产品质量的更加重视，电压质量的治理需求日益突出。目前，治理电压暂降问题的常规方法是采用动态电压恢复器（Dynamic Voltage Restorer, DVR），当电力系统发生电压暂降时，DVR能在几毫秒内将用户侧电压补偿到额定值，并能持续额定的补偿时间；当系统电压恢复正常后，交直流变流器（简称AC/DC变流器）停止逆变，同时晶闸管阀导通，负载由系统供电，AC/DC变流器给超级电容器充电，以备下次检测到系统电压暂降时使用[1]。由于大多数情况下电压暂降发生的频率不高，因此DVR设备利用率很低[2]。

无功功率补偿问题是大多数工业用户面临的老问题。过低的功率因数不仅降低了用电设备的利用率，还增加了设备和线路的损耗[3]。因此，目前绝大部分工业用户都安装了无功补偿装置。无功补偿装置中的静止无功发生器（Static Var Generator, SVG）是该领域的最新技术，具有响应速度快、补偿精度高、不受或少受系统参数的影响等优点，近年来已得到广泛的应用[4]。

本文在动态电压恢复器DVR和静止无功发生器SVG的基础上，利用AC/DC变流器与逆变单元的相似性，提出一种兼具SVG功能的电压暂降治理技术。该技术将电压暂降治理和无功补偿功能结合在一起，进一步提升装置的利用率和可靠性，减少配电设备占用空间，降低企业投入成本。

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【作者信息】

陈思超1，黄烈江1，王鹏程1，潘圆君1，梁一桥2，张驰3，李俊斐3

（1.杭州欣美成套电器制造有限公司，浙江杭州 310000；2.浙大城市学院，浙江杭州 310000；3.浙江晟泰电气有限公司，浙江杭州 310000）

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