高压 STATCOM 无功补偿与谐波治理装置_淮海经济区技术产权交易中心

采矿冶金

高压 STATCOM 无功补偿与谐波治理装置

类型：专利

成熟度：可以量产

专利号/型号：

交易方式：

简介： 本项目属于电网安全节能领域，可广泛应用于煤炭、石油化工、冶金、电力、电气化铁路、风电厂以及其他具有或者靠近冲击性负荷和大容量电动机的工业领域。STATCOM 是当今无功补偿领域最新技术的代表。比起现有的无功补偿装置，它可快速动态地补偿无功功率以及滤除谐波，具有响应快，运行范围宽，补偿功能多样和占地面积小等优点。但 STATCOM 装置用于高压电网时存在着各个母线均压、冗余控制多电平调制等技术难题，制约了它的广泛应用。本项目通过技术攻关，解决了高压STATCOM 一系列关键技术难题，研制成功了集快速动态无功补偿与有源谐波治理于一体的节能装置高压 STATCOM。本项目是基于可关断大功率电力电子器件实现的动态无功补偿和谐波治理装置，通过大功率电力电子器件 IGBT 实现无功能量的变换。装置由控制电路、功率电路以及散热系统组成；控制电路基于可编程逻辑阵列 FPGA 设计，实现对功率电路及外围电路的全数字化控制；功率电路为级联 H 桥多电平变换器架构；散热系统保证整个装置的功率损耗产生的热量及时散出。通过实时检测电网的三相电压和电流，然后由控制系统实时计算要补偿的无功电流和谐波电流，控制器根据指令产生控制IGBT 的PWM 信号，从而控制级联H 桥多电平变换器产生要补偿的无功电流和谐波电流。该装置能够对中高压电网的快速动态无功补偿与有源谐波治理，显著提高电网的功率因数、消除谐波、减小电网电压波动、消除电压闪变，消除电压畸变，在有效改善电能质量同时节省电费开支。
详细内容

本项目主电路采用母线电压自平衡级联 H 桥多电平变换器架构，创造性的提出基于 FPGA 的自适应母线均压算法，省去了为校正直流母线电压的硬件电路，并解决了传统硬件均压时稳定性差的问题。装置采用新型的N+1冗余结构，配置的H 桥均具备在线自检功能，提出模糊冗余控制算法，可在线调整各个 H 桥单元的参数，保证了备用 H 桥投入时装置的稳定性。装置通过LCL 连接拓扑并联到电网，消除IGBT 产生的高次谐波对电网的影响，避免谐振发生，保证了装置安全。采用同相载波层叠法进行多电平调制技术，在无需提高开关器件频率的条件下实现了等效高频载波调制，大大减小了输出谐波，同时克服了传统载波移相法带来的延时，提高了装置的补偿性能。