本發(fā)明涉及無功補償技術(shù)領(lǐng)域，具體講是一種混合補償方法和混合補償裝置。

背景技術(shù)：

目前對于無功補償提出了多種補償方案，其中一種技術(shù)路線為混合補償：比如1、svg+tsc的補償方案，比如申請公布號為cn105186531a的中國發(fā)明專利申請所公開的混合型動態(tài)無功補償?shù)难b置及其方法、授權(quán)公告號為cn203690930u的中國發(fā)明專利所公開的一種混合型無功補償控制系統(tǒng)、授權(quán)公告號為cn202084939u的中國發(fā)明專利所公開的智能電力綜合補償裝置等；2、svg+智能電容器的補償方案，svg+智能電容器為單獨運行。

但是不管是哪一種，為了能夠更好的發(fā)揮混合補償?shù)淖饔茫瑢τ诨旌涎a償?shù)牟呗匝芯渴潜夭豢缮俚?，混合補償?shù)牟呗约椿旌涎a償方法，現(xiàn)有的混合補償方法雖然具有一定的研究，但是本申請人認為在保障補償質(zhì)量的同時，減少svg的工作量方面還需要進一步研究。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種混合補償方法，具有保障補償質(zhì)量的同時，減少svg的工作量的優(yōu)點，此外，還提出一種混合補償裝置，具有能夠協(xié)調(diào)svg和智能電容器這兩者，且出現(xiàn)故障時，正常的svg或智能電容器仍然能夠正常工作的優(yōu)點。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提出一種混合補償方法，每個共補電容器容量均記為qmax(gcap)，每個分補電容器的三相容量均記為qamax(fcap)、qbmax(fcap)、qcmax(fcap)，補償過程為：

如果系統(tǒng)所需為容性無功補償，那么svg先行投入，記svg的負載總無功為qload(svg)，然后，如果有共補電容器容量qmax(gcap)<qload(svg)，那么投入該共補電容器，此時svg負載總無功為e＝qload(svg)-此次投入的共補電容器的容量qmax(gcap),如果還有共補電容器的容量qmax(gcap)<e，那么繼續(xù)投入對應(yīng)的共補電容器，直至svg負載總無功qload(svg)減小到?jīng)]有可供投入的共補電容器，接下來若還需補償，此時svg補償?shù)腶、b、c三相負載無功分別記為qaload(svg)、qbload(svg)、qcload(svg)，則判斷是否投入分補電容器，即對于a相，如果有分補電容器的qamax(fcap)<qaload(svg)，那么投入該分補電容器的a相，對于b相，如果有分補電容器的qbmax(fcap)<qbload(svg)，那么投入該分補電容器的b相，對于c相，如果有分補電容器的qcmax(fcap)<qcload(svg)，那么投入該分補電容器的c相，直至svg的qaload(svg)、qbload(svg)、qcload(svg)減小到?jīng)]有可供投入的分補電容器。

當補償過程中，如果系統(tǒng)增大無功需求dqload(svg)，那么此時，原有svg的負載總無功qload(svg)的未補償部分加上dqload(svg)作為svg的負載總無功f，以f作為總補償量進行補償；或者補償完成后，如果系統(tǒng)增大無功需求dqload(svg)，那么此時，dqload(svg)作為總補償量進行補償。

當補償過程中或補償完成后，系統(tǒng)減小無功需求dqload(svg)，那么svg反補投入，并且，如果有已投入的共補電容器且滿足切除條件qmax(gcap)<dqload(svg)，則切除該共補電容器以減小svg反補投入，接下來，如果已投入的共補電容器還有符合容量需求，那么繼續(xù)切除共補電容器，直至dqload(svg)減小到?jīng)]有可供切除的共補電容器，接下來若還有svg反補投入，此時svg所需反補的a、b、c三相負載無功分別記為fqaload(svg)、fqbload(svg)、fqcload(svg)，那么判斷是否切除分補電容器，即對于a相，如果有分補電容器的qamax(fcap)<fqaload(svg)，那么切除該分補電容器的a相，對于b相，如果有分補電容器的qbmax(fcap)<fqbload(svg)，那么切除該分補電容器的b相，對于c相，如果有分補電容器的qcmax(fcap)<fqcload(svg)，那么切除該分補電容器的c相，直至svg的fqaload(svg)、fqbload(svg)、fqcload(svg)減小到?jīng)]有可供切除的分補電容器。

采用上述方案后，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點：先svg投入，消除諧波，補償無功，能夠較為迅速地穩(wěn)定負荷，接著，先后并動態(tài)的投入共補和分補電容器，減少svg發(fā)出的無功補償，從而減少svg的工作量；在負荷退出后，利用svg動態(tài)響應(yīng)迅速吸收掉過補的無功量，然后再先后并動態(tài)的切除共補和分補電容器，整個補償過程既可以發(fā)揮svg動態(tài)響應(yīng)速度快的特性，抑制電壓波動和閃變，也能彌補svg容量不足的缺陷，同時使svg工作在輕負荷狀態(tài)，即輕工作量狀態(tài)，延長svg使用壽命，且實現(xiàn)精確補償，抑制電壓波動及閃變的能力大大提高；總之，本申請先行投入svg，以求先消除系統(tǒng)中目標次諧波，同時改善功率因數(shù)值，然后通過共補和分補電容器投入或者切除補償，減小svg工作量，以達到系統(tǒng)平衡，此方案的提出優(yōu)化了補償資源配置，充分發(fā)揮svg的動態(tài)響應(yīng)速度快和共補及分補電容器補償容量大且穩(wěn)定的優(yōu)點，提高了整個系統(tǒng)的補償容量，減輕了svg負荷，延長了svg使用壽命，降低了補償成本，本申請具有保障補償質(zhì)量的同時，減少svg的工作量的優(yōu)點。

本發(fā)明還提出一種混合補償裝置，它包括svg、用于檢測電網(wǎng)的電流檢測單元以及若干智能電容器，它還包括第一控制器，svg的控制器記為第二控制器，每個智能電容器的控制器均記為第三控制器，第二控制器的通訊端、各第三控制器的通訊端分別與第一控制器的通訊端電連接，第一控制器的采樣端、第二控制器的采樣端、各第三控制器的采樣端分別與電流檢測單元電連接；svg的補償端和各智能電容器的補償端分別與電網(wǎng)電連接。

采用上述結(jié)構(gòu)后，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點：第一控制器相當于優(yōu)先控制器，第一控制器通過電流檢測單元獲取電網(wǎng)的狀態(tài)，然后將控制指令發(fā)送給第二控制器以及各第三控制器，第二控制器以及各第三控制器優(yōu)先執(zhí)行該控制指令，從而實現(xiàn)能夠協(xié)調(diào)svg和各智能電容器這兩者的目的，比如通過協(xié)調(diào)后，由于svg反應(yīng)速度快，如果在智能電容器未切除之前，svg已經(jīng)將智能電容器投入部分進行反補，重新達到系統(tǒng)平衡的話，智能電容器將不會切除，這樣的問題就可以避免，另外，本申請的svg和各智能電容器仍然通過電流檢測單元獲取電網(wǎng)的狀態(tài)，一旦第一控制器出現(xiàn)故障，svg和各智能電容器仍然能夠各自正常工作；綜合上述，本申請具有能夠協(xié)調(diào)svg和智能電容器這兩者，且出現(xiàn)故障時，正常的svg或智能電容器仍然能夠正常工作的優(yōu)點。

作為改進，電流檢測單元包括網(wǎng)側(cè)ct和對網(wǎng)側(cè)ct所獲取的信號進行二次檢測的二次ct，網(wǎng)側(cè)ct所獲取的信號分別輸送至第一控制器的采樣端和第二控制器的采樣端，二次ct所獲取的信號分別輸送至各第三控制器的采樣端，ct即電流互感器，這樣，整體結(jié)構(gòu)得到簡化，且無需在各智能電容器端均設(shè)置ct變比結(jié)構(gòu)。

作為改進，第一控制器設(shè)有第一轉(zhuǎn)接單元和第二轉(zhuǎn)接單元；第一轉(zhuǎn)接單元包括與二次ct電連接的第一連接端以及與該第一連接端直連的第一轉(zhuǎn)發(fā)端，該第一轉(zhuǎn)發(fā)端與各第三控制器的采樣端電連接，該第一轉(zhuǎn)發(fā)端還包括通訊線路，該通訊線路一端與第一控制器的通訊端電連接，該通訊線路另一端與各第三控制器的通訊端電連接；第二轉(zhuǎn)接單元包括與網(wǎng)側(cè)ct電連接的第二連接端以及與該第二連接端直連的第二轉(zhuǎn)發(fā)端，該第二轉(zhuǎn)發(fā)端與第二控制器的采樣端電連接，這樣，整體結(jié)構(gòu)得到簡化，極大減少接線數(shù)量，同時接線較短，另外，由于是直連轉(zhuǎn)接，所以即使轉(zhuǎn)接設(shè)備自身出現(xiàn)故障，也不會妨礙信號的輸送。

作為改進，該第一轉(zhuǎn)發(fā)端與各第三控制器的采樣端電連接，該第一轉(zhuǎn)發(fā)端還包括通訊線路，該通訊線路一端與第一控制器的通訊端電連接，該通訊線路另一端與各第三控制器的通訊端電連接，是指：各第三控制器的采樣端均設(shè)有包含通訊線路的第三連接端以及與該第三連接端直連的包含通訊線路的第三轉(zhuǎn)發(fā)端，第一轉(zhuǎn)發(fā)端與第一個智能電容器的第三控制器的第三連接端電連接，該第一個智能電容器的第三控制器的第三轉(zhuǎn)發(fā)端與第二個智能電容器的第三控制器的第三連接端電連接，該第二個智能電容器的第三控制器的第三連接端與第三個智能電容器的第三控制器的第三連接端電連接，依次類推以實現(xiàn)將二次ct檢測到的電流檢測信號及與第一控制器進行通訊的通訊信號輸送至各第三控制器，這里主要解決第一控制器與各智能電容器之間的信號傳遞，目的同樣是整體結(jié)構(gòu)得到簡化，極大減少接線數(shù)量，同時接線較短，另外，由于是直連轉(zhuǎn)接，所以即使轉(zhuǎn)接設(shè)備自身出現(xiàn)故障，也不會妨礙信號的輸送。

作為改進，第一連接端、第一轉(zhuǎn)發(fā)端、各第三連接端和第三轉(zhuǎn)發(fā)端所采用的接口均為電話線接口，這樣，結(jié)構(gòu)簡單，接線牢固，接觸可靠。

作為改進，第二控制器的通訊端與第一控制器的通訊端電連接所采用的接口為485通訊接口，這樣，結(jié)構(gòu)簡單，通訊協(xié)議成熟，兼容性好。

作為改進，若干智能電容器包括智能共補電容器和智能分補電容器，這樣，無功補償效果更好。

附圖說明

圖1為本發(fā)明混合補償裝置的原理示意圖。

圖2為第一控制器相關(guān)的放大示意圖。

圖3為svg相關(guān)的放大示意圖。

圖4為智能電容器相關(guān)的放大示意圖。

圖中所示，1、第一連接端，2、第一轉(zhuǎn)發(fā)端，3、第二連接端，4、第二轉(zhuǎn)發(fā)端，5、第三連接端，6、第三轉(zhuǎn)發(fā)端。

具體實施方式

下面對本發(fā)明作進一步詳細的說明：

實施例一，

一種混合補償方法，每個共補電容器容量均記為qmax(gcap)，每個分補電容器的三相容量均記為qamax(fcap)、qbmax(fcap)、qcmax(fcap)，補償過程為：

如果系統(tǒng)所需為容性無功補償，那么svg先行投入，記svg的負載總無功為qload(svg)，即總補償量為qload(svg)，然后，如果有共補電容器容量qmax(gcap)<qload(svg)，那么投入該共補電容器，此時svg負載總無功為e＝qload(svg)-此次投入的共補電容器的容量qmax(gcap),如果還有共補電容器的容量qmax(gcap)<e，那么繼續(xù)投入對應(yīng)的共補電容器，此時svg負載總無功為g＝e-此次投入的共補電容器的容量qmax(gcap),如果還有共補電容器的容量qmax(gcap)<g，那么繼續(xù)投入對應(yīng)的共補電容器，依次類推，直至svg負載總無功qload(svg)減小到?jīng)]有可供投入的共補電容器，接下來若還需補償，此時svg補償?shù)腶、b、c三相負載無功分別記為qaload(svg)、qbload(svg)、qcload(svg)，則判斷是否投入分補電容器，即對于a相，如果有分補電容器的qamax(fcap)<qaload(svg)，那么投入該分補電容器的a相，對于b相，如果有分補電容器的qbmax(fcap)<qbload(svg)，那么投入該分補電容器的b相，對于c相，如果有分補電容器的qcmax(fcap)<qcload(svg)，那么投入該分補電容器的c相，此時，對于a相，svg補償?shù)腶相負載無功減小，即h＝qaload(svg)-qamax(fcap)，或者，對于b相，svg補償?shù)腷相負載無功減小，即i＝qbload(svg)-qbmax(fcap)，或者，對于c相，svg補償?shù)腸相負載無功減小，即j＝qcload(svg)-qcmax(fcap)，接下來，判斷分補電容器的投入，是將h、i、j作為比較基準，即qaload(svg)、qbload(svg)、qcload(svg)分別替換為h、i、j，若判斷為投入，那么對于a相，svg補償?shù)腶相負載無功繼續(xù)減小，即k＝qaload(svg)-qamax(fcap)，或者，對于b相，svg補償?shù)腷相負載無功繼續(xù)減小，即l＝qbload(svg)-qbmax(fcap)，或者，對于c相，svg補償?shù)腸相負載無功繼續(xù)減小，即m＝qcload(svg)-qcmax(fcap)，接下來，是將k、l、m作為比較基準，即h、i、j分別替換為k、l、m，依次類推，每次比較基準均為減小后的svg補償?shù)腶相負載無功、svg補償?shù)腷相負載無功、svg補償?shù)腸相負載無功，直至svg的qaload(svg)、qbload(svg)、qcload(svg)減小到?jīng)]有可供投入的分補電容器，該遞減過程，類似判斷共補電容器的投入。

當補償過程中，如果系統(tǒng)增大無功需求dqload(svg)，那么此時，原有svg的負載總無功qload(svg)的未補償部分加上dqload(svg)作為svg的負載總無功f，以f作為總補償量進行補償；或者補償完成后，如果系統(tǒng)增大無功需求dqload(svg)，那么此時，dqload(svg)作為總補償量進行補償。

當補償過程中或補償完成后，系統(tǒng)減小無功需求dqload(svg)，那么svg反補投入，并且，如果有已投入的共補電容器且滿足切除條件qmax(gcap)<dqload(svg)，則切除該共補電容器以減小svg反補投入，此時，svg反補投入減小為dqload(svg)-qmax(gcap)，接下來，如果已投入的共補電容器還有符合容量需求，那么繼續(xù)切除共補電容器，判斷是否符合容量需求采用的規(guī)則為已投入的共補電容器qmax(gcap)<dqload(svg)，只是每次切除判斷所比較的dqload(svg)應(yīng)當替換為每次減小后的svg反補投入，直至dqload(svg)減小到?jīng)]有可供切除的共補電容器，接下來若還有svg反補投入，此時svg所需反補的a、b、c三相負載無功分別記為fqaload(svg)、fqbload(svg)、fqcload(svg)，那么判斷是否切除分補電容器，即對于a相，如果有分補電容器的qamax(fcap)<fqaload(svg)，那么切除該分補電容器的a相，對于b相，如果有分補電容器的qbmax(fcap)<fqbload(svg)，那么切除該分補電容器的b相，對于c相，如果有分補電容器的qcmax(fcap)<fqcload(svg)，那么切除該分補電容器的c相，直至svg的fqaload(svg)、fqbload(svg)、fqcload(svg)減小到?jīng)]有可供切除的分補電容器，這里的遞減規(guī)則也是將fqaload(svg)、fqbload(svg)、fqcload(svg)替換為每次減小后的svg所需反補的a、b、c三相負載無功來作為比較基準進行比較。

實施例二，一種混合補償裝置，

它包括svg、用于檢測電網(wǎng)的電流檢測單元以及若干智能電容器，它還包括第一控制器，svg的控制器記為第二控制器，每個智能電容器的控制器均記為第三控制器，第二控制器的通訊端、各第三控制器的通訊端分別與第一控制器的通訊端電連接，第一控制器的采樣端、第二控制器的采樣端、各第三控制器的采樣端分別與電流檢測單元電連接；svg的補償端和各智能電容器的補償端分別與電網(wǎng)電連接。

第一控制器主要包括電源模塊、采樣模塊、控制模塊和顯示模塊，該顯示模塊在圖中未示出，顯示模塊作為人機界面，電源模塊用于供電，電源模塊從電網(wǎng)取電。第一控制器通過采集系統(tǒng)中的電力參數(shù)，進行計算分析，然后對svg和抑諧式智能低壓電力電容補償器進行控制補償，實現(xiàn)補償原理，以達到系統(tǒng)功率因數(shù)的目標值；控制模塊采用芯片stm32f103rc作為處理核心部分；顯示模塊包括型號為zxm12864c1的液晶顯示屏。

svg主要包括控制芯片、電流采樣單元、電容器、電抗器、igbt模塊和顯示模塊組成，第二控制器即圍繞控制芯片形成的控制模塊，svg通過485通訊與第一控制器通訊，受第一控制器控制，svg具有消除諧波的功能，因此第一控制器優(yōu)先控制svg投入補償，消除系統(tǒng)中的諧波，減小振蕩，從而保護svg和智能電容器；svg也具備無功補償?shù)墓δ?，其快速響?yīng)的速度，能使得補償過程為動態(tài)補償，只要系統(tǒng)中無功環(huán)境發(fā)生變化，svg優(yōu)先投入無功，然后第一控制器進行分析，是否要投入抑諧式智能低壓電力電容器；在智能電容器投入補償后，svg補償剩余的少部分無功，達到系統(tǒng)功率因數(shù)的目標值。

智能電容器主要包括控制模塊、斷路器、電容器、電抗器和磁保持繼電器，該控制模塊即第三控制器；由于采用智能電容器，具有控制模塊，可自組網(wǎng)，所以通過二次ct采樣給智能電容器，使其在第一控制器和svg故障時，也能進行投切補償，防止系統(tǒng)電力參數(shù)波動大。

svg可采用市售的靜止無功發(fā)生器或者稱為有源電力濾波器，比如杭州晟泰電氣有限公司所生產(chǎn)銷售的這類產(chǎn)品，智能電容器可采用市售的抑諧式低壓無功補償裝置，比如杭州晟泰電氣有限公司所生產(chǎn)銷售的這類產(chǎn)品。

電流檢測單元包括網(wǎng)側(cè)ct和對網(wǎng)側(cè)ct所獲取的信號進行二次檢測的二次ct，網(wǎng)側(cè)ct所獲取的信號分別輸送至第一控制器的采樣端和第二控制器的采樣端，二次ct所獲取的信號分別輸送至各第三控制器的采樣端。

第一控制器設(shè)有第一轉(zhuǎn)接單元和第二轉(zhuǎn)接單元；第一轉(zhuǎn)接單元包括與二次ct電連接的第一連接端1以及與該第一連接端1直連的第一轉(zhuǎn)發(fā)端2，該第一轉(zhuǎn)發(fā)端2與各第三控制器的采樣端電連接，該第一轉(zhuǎn)發(fā)端2還包括通訊線路，該通訊線路一端與第一控制器的通訊端電連接，該通訊線路另一端與各第三控制器的通訊端電連接；第二轉(zhuǎn)接單元包括與網(wǎng)側(cè)ct電連接的第二連接端3以及與該第二連接端3直連的第二轉(zhuǎn)發(fā)端4，該第二轉(zhuǎn)發(fā)端4與第二控制器的采樣端電連接。

該第一轉(zhuǎn)發(fā)端2與各第三控制器的采樣端電連接，該第一轉(zhuǎn)發(fā)端2還包括通訊線路，該通訊線路一端與第一控制器的通訊端電連接，該通訊線路另一端與各第三控制器的通訊端電連接，是指：各第三控制器的采樣端均設(shè)有包含通訊線路的第三連接端5以及與該第三連接端5直連的包含通訊線路的第三轉(zhuǎn)發(fā)端6，第一轉(zhuǎn)發(fā)端2與第一個智能電容器的第三控制器的第三連接端5電連接，該第一個智能電容器的第三控制器的第三轉(zhuǎn)發(fā)端6與第二個智能電容器的第三控制器的第三連接端5電連接，該第二個智能電容器的第三控制器的第三連接端5與第三個智能電容器的第三控制器的第三連接端5電連接，依次類推以實現(xiàn)將二次ct檢測到的電流檢測信號及與第一控制器進行通訊的通訊信號輸送至各第三控制器。

第一連接端1、第一轉(zhuǎn)發(fā)端2、各第三連接端5和第三轉(zhuǎn)發(fā)端6所采用的接口均為電話線接口。

第二控制器的通訊端與第一控制器的通訊端電連接所采用的接口為485通訊接口。

若干智能電容器包括智能共補電容器和智能分補電容器。

svg包括直流電源、帶鍵盤輸出的顯示屏，直流電源一端與電網(wǎng)電連接，直流電源另一端與顯示屏電連接以對顯示屏供電，顯示屏與第一控制器的數(shù)據(jù)交互端電連接。

本申請混合補償裝置可采用現(xiàn)有技術(shù)的補償邏輯進行控制，比如第一控制器優(yōu)先控制svg投入補償，消除系統(tǒng)中的諧波，減小振蕩，只要系統(tǒng)中無功環(huán)境發(fā)生變化，svg優(yōu)先投入無功，然后再考慮投入抑諧式智能低壓電力電容器；在智能電容器投入補償后，svg補償剩余的少部分無功，從而達到系統(tǒng)功率因數(shù)的目標值。

實施例三，一種運行實施例一的混合補償裝置，與實施例二的區(qū)別在于采用實施例一的混合補償方法，更加先進，由第一控制器按實施例一的混合補償方法協(xié)調(diào)svg和各智能電容器的投入或切除。

以上所述僅是本發(fā)明的較佳實施方式，故凡依本發(fā)明專利申請范圍所述的構(gòu)造、特征及原理所做的等效變化或修飾，均包括于本發(fā)明專利申請范圍內(nèi)。