科创中国
一种低成本动态无功补偿装置及两级协同优化运行方法
成果类型：: 发明专利
发布时间: 2023-04-24 10:48:23
科技成果产业化落地方案
方案提交机构：浙江嘉兴市| 谢心海 | 2023-07-10 16:29:00
为实现高能耗企业配电网低成本动态节能，提出了一种兼顾DSTATCOM快速无功补偿及TSC低成本大容量无功补偿优势的混合型无功动态补偿器。该新型拓扑结构由一台较小容量的DSTATCOM和较大容量的多组 TSC构成。其中，DSTATCOM能实现快速连续无功调，TSC 实现无功的分级调节，二者协同2作实现低成本快速无级无功调节。在分析 HVC基本工作原理的基础上，本文对HVC的控制方法进行了研究，提出基于专家决策的HVC复合控制策略，确保 了HVC快速大容量地进行无功补偿。同时，本文对多组HVC装置同时工作时的优化运行问题进行了深入研究，提出利用两级协同优化补偿算法，获取各补偿装置的最优投运无功量，实现全局优化节能。基于上述思想，为某冶炼厂研制了低成本动态节能系统，运行结果表明该系统比传统无功补偿装置节能效果更佳，同时可推广应用于高压配电网。
目前，一般通过安装无功补偿设备的方式，通过合理的补偿无功功率来提高电能质量，节能降耗。 配电网静止无功补偿器 (DistributionStaticvar Compensator，DSTATCOM)能够进行动态连续的无功补偿，但是单台DSTATCOM容量要求较大时， 由于电力电子器件制造工艺和工程造价的限制，往往在设计和工程实现上存在困难]。而晶闸管投切电容器(ThyristorSwitchedCapacitor，TSC)虽然能够满足工程容量的要求，但其不能进行连续无级的无功补偿，并且装置的响应速度也不快，很难满足现代电网对无功补偿技术提出的新要求 。因此，必须研究低成本大容量无功动态补偿新型拓扑结 构，为配电网低成本节能提供装备支撑。
本文针对高能耗企业低压配电网低成本动态节能的实际需求，首先提出一种基于专家控制的混合型无功动态补偿器 (HybridVarCompensator,HVC)，HVC兼备DSTATCOM连续调节无功和TSC大容量无功补偿的优点，能实现低成本大容量无功动态补偿，提高电能质量，降低装置成本，提高经济效益。同时， 为实现配电网多套无功补偿装置的合理优化运行，提出利用两级协同优化运行算法，得出各补偿装置的最优投入无功量，实现经济和效果上的最优化。利用本文所述的混合型无功动态补偿器以及协同优化算法，为某冶炼厂研制了低成本动态节能系统，实验结果验证了本文所述方法的优越性。
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