【文章內(nèi)容簡介】 MEC）和固定電容器共同構(gòu)成的，按各自容量的不同可組合成各種補(bǔ)償范圍的有源動(dòng)態(tài)無功和諧波補(bǔ)償裝置。其中的MEC不同于傳統(tǒng)SVC的阻抗補(bǔ)償（靠電容器和電抗器發(fā)出和吸收無功）原理，而是基于電壓源自換相換流器，原理上等效于靜止的同步調(diào)相機(jī)，但性能上又遠(yuǎn)優(yōu)于調(diào)相機(jī)和SVC。所謂靜止無功發(fā)生器（MEC），指由自換相的電力半導(dǎo)體橋式變流器來進(jìn)行動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償?shù)难b置，與傳統(tǒng)的以TCR為代表的SVC裝置相比，MEC的調(diào)節(jié)速度更快，運(yùn)行范圍更寬，而且在采用多重化、多電平或PWM技術(shù)等措施后大大減少補(bǔ)償電流中的諧波含量，更重要的是，MEC使用的電抗器和電容器元件比SVC中使用的電抗器和電容器要小，這將大大縮小裝置的體積和成本，MEC具有如此優(yōu)越的性能，顯示了動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償裝置的發(fā)展方向。由于MEC通過電力半導(dǎo)體開關(guān)的通斷將直流側(cè)電壓轉(zhuǎn)換成交流側(cè)與電網(wǎng)同頻率的輸出電壓，就像一個(gè)電壓型逆變器，只不過其交流側(cè)輸出接的不是無源負(fù)載，而是電網(wǎng)。因此MEC可以等效地被視為幅值和相位均可以控制的一個(gè)與電網(wǎng)同頻率的交流電壓源。它通過交流電抗器接到電網(wǎng)上。連接電抗的電流是可以由其電壓來控制的。這個(gè)電流就是MEC從電網(wǎng)吸收的電流，因此改變MEC交流側(cè)輸出電壓的幅值及其相對于系統(tǒng)的相位，就可以改變連接電抗上的電壓，從而控制MEC從電網(wǎng)吸收電流的相位和幅值，也就控制了MEC吸收無功功率的性質(zhì)和大小。 工作原理MEC 相當(dāng)于一個(gè)電壓源逆變器，而負(fù)載是電網(wǎng)。當(dāng)只考慮基波頻率時(shí)，MEC 可以等效地視為幅值和相位均可控的一個(gè)與電網(wǎng)同頻率的交流電壓源，并通過連接電抗器接入到電網(wǎng)。在理想情況下，MEC單相等效電路如圖所示: 1) 空載運(yùn)行模式: US = UI ，IL =0，MEC 不吸發(fā)無功。2）容性運(yùn)行模式：UI US ，IL 為超前的電流，其幅值可通過調(diào)節(jié) UI 來連續(xù)控制，從而連續(xù)調(diào)節(jié)MEC發(fā)出的無功。3）感性運(yùn)行模式：UI 〈 US ，IL 為滯后的電流，其幅值可通過調(diào)節(jié) UI 來連續(xù)控制，從而連續(xù)調(diào)節(jié)MEC發(fā)出的無功。 控制原理簡單的說，MEC的基本原理就是將自換相的橋式電路通過電抗器或直接并聯(lián)在電網(wǎng)上，適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)橋式電路交流側(cè)輸出電壓的相位和幅值，或直接控制其交流側(cè)電流，就可以使該電路吸收或發(fā)出滿足要求的無功電流，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償?shù)哪康摹?MEC可以對大小和頻率都變化的諧波以及變化的無功進(jìn)行補(bǔ)償,其由兩大部分組成,即指令電流運(yùn)算電路和補(bǔ)償電流發(fā)生電路(由電流跟蹤控制電路、驅(qū)動(dòng)電路和主電路三部分構(gòu)成)。其中，指令電流運(yùn)算電路的核心是檢測出補(bǔ)償對象電流中的諧波和無功等電流分量，因此有時(shí)也稱之為諧波和無功電流檢測電路。補(bǔ)償電流發(fā)生電路的作用是根據(jù)指令電流運(yùn)算電路得出的補(bǔ)償電流的指令信號，產(chǎn)生實(shí)際的補(bǔ)償電流。主電路采用多重化的PWM變流器。 SVPWM控制策略PWM 控制硬件實(shí)現(xiàn)框圖為了保證各逆變橋電壓利用率較高，采用了空間矢量脈寬調(diào)制(SVPWM ) 控制策略。SVPWM的基本原理是采用逆變器空間電壓矢量的切換以獲得準(zhǔn)圓形旋轉(zhuǎn)磁場，從而在不高的開關(guān)頻率條件下，使輸出獲得較SPWM控制更好的性能。它具有開關(guān)模式靈活、易于數(shù)字實(shí)現(xiàn)和較低開關(guān)頻率下也可以實(shí)現(xiàn)較好輸出波形的優(yōu)點(diǎn)。 瞬時(shí)無功控制策略MEC是基于瞬時(shí)無功功率理論的方法，在只檢測無功電流時(shí)，可以完全無延時(shí)地得出檢測結(jié)果。檢測諧波電流時(shí)，因被檢測對象電流中諧波的構(gòu)成和采用的濾波器的不同，會(huì)有不同的延時(shí)，但延時(shí)最多不超過一個(gè)電源周期。對于電網(wǎng)中最典型的諧波源—三相橋整流器，其檢測延時(shí)約為1/6周期?？梢娫摲椒ň哂泻芎玫膶?shí)時(shí)性。 諧波電流補(bǔ)償當(dāng)需要補(bǔ)償負(fù)載所產(chǎn)生的諧波電流時(shí)，MEC檢測出補(bǔ)償對象負(fù)載電流的諧波分量，將其反極性后作為補(bǔ)償電流的指令信號，由補(bǔ)償電流發(fā)生電路產(chǎn)生的補(bǔ)償電流與負(fù)載電流中的諧波分量大小相等、方向相反，因而兩者互相抵消，使得電源電流只含基波，不含諧波。諧波電流檢測 單元模塊1) 模塊控制采用SVPWM控制策略，電路簡單，抗干擾能力強(qiáng)，可靠性高；2) 采用自勵(lì)起動(dòng)技術(shù)，使得裝置投入時(shí)沖擊電流??；3) 模塊面板共2個(gè)電氣端子，4個(gè)光纖端子，接線簡單，還設(shè)有若干狀態(tài)及故障指示燈，方便維護(hù)及檢修。4) 由IGBT 組成的全橋電路輸出的交流逆變電壓相位和幅值可靈活控制，從而實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)提供容性或者感性無功的功能。 MEC的并聯(lián)多重化結(jié)構(gòu)MEC 動(dòng)態(tài)補(bǔ)償裝置采用了并聯(lián)多重化結(jié)構(gòu)，將多個(gè)兩電平三相H橋電路并聯(lián)起來，達(dá)到電流疊加的目的。與鏈?zhǔn)蕉嘀鼗兞髌骷夹g(shù)方案相比，可靠性高，獨(dú)立性強(qiáng)，可互為備份。選用并聯(lián)多重化結(jié)構(gòu)，每個(gè)單元作為一個(gè)獨(dú)立的補(bǔ)償源，由N個(gè)結(jié)構(gòu)完全相同的單元并聯(lián)而成，具有以下特性：（1）增加單元數(shù)目即可提高裝置容量；（2） 并聯(lián)MEC 每個(gè)單元可以獨(dú)立控制，根據(jù)補(bǔ)償需求，靈活選用降低系統(tǒng)電流或減少運(yùn)行單元數(shù)來實(shí)現(xiàn)具體無功需求；（3） 可關(guān)斷器件的等效開關(guān)頻率高，系統(tǒng)諧波?。唬?） 各單元結(jié)構(gòu)一致，實(shí)現(xiàn)模塊化設(shè)計(jì)，便于擴(kuò)展裝置容量；（5） 各單元互為備份，在模塊故障時(shí)可以帶電拆除、更換，不影響裝置的繼續(xù)運(yùn)行，提高裝置的可靠性；（6） 可采用變壓器接入電網(wǎng)，不同母線電壓可用同樣的功率單元；（7） 在交流系統(tǒng)平衡和不平衡的狀態(tài)下，并聯(lián)多重化的諧波特性優(yōu)于其它結(jié)構(gòu)。采用SVPWM（空間矢量脈寬調(diào)制）SHEPWM（特定消諧），通過更高的開關(guān)頻率大降低了諧波含量，有效利用直流側(cè)電壓，更快的補(bǔ)償系統(tǒng)諧波，減小對電網(wǎng)的污染和裝置自身損耗，并能做到短時(shí)有功及諧波補(bǔ)償，諧波完全符合國標(biāo)。（8） 整機(jī)具備低電壓穿越功能，具有解決晃電功能。（加配UPS和儲能裝置） MEC 運(yùn)行方式MEC裝置有四種運(yùn)行方式：1：開環(huán)調(diào)試控制；2：為無功補(bǔ)償控制；3：為諧波補(bǔ)償控制；4：綜合補(bǔ)償控制。1） 開環(huán)調(diào)試該方式用于裝置未正式投運(yùn)前，通過改變裝置輸出的調(diào)制比和/或與系統(tǒng)電壓的相位偏移角度，觀察無功的變化，測試裝置的開環(huán)無功輸出性能。2） 恒無功該方式用于令裝置輸出恒定大小的無功，通過這種方式可以測量裝置跟蹤無功的準(zhǔn)確性和階躍響應(yīng)速度。3） 恒電壓該方式用于將系統(tǒng)的電壓穩(wěn)定在一定水平的場合，裝置以系統(tǒng)的電壓穩(wěn)定在用戶設(shè)定電壓值為目標(biāo)調(diào)節(jié)裝置的無功輸出。當(dāng)系統(tǒng)電壓低于用戶設(shè)定的電壓參考時(shí)，裝置輸出容性無功以提升系統(tǒng)電壓；當(dāng)系統(tǒng)電壓高于該值時(shí)，裝置輸出感性無功以降低系統(tǒng)電壓。本方式中還提供了母線電壓下限和變化率上限的控制參數(shù)，當(dāng)系統(tǒng)電壓值或變化率超限時(shí)，裝置滿容量輸出容性無功以迅速支撐系統(tǒng)電壓。4） 負(fù)荷補(bǔ)償運(yùn)行于該方式時(shí)，裝置通過檢測負(fù)荷側(cè)的電流自動(dòng)調(diào)節(jié)電流輸出，以提高負(fù)荷電流的電能質(zhì)量。有三個(gè)配置項(xiàng)可任意選擇：補(bǔ)基波無功、補(bǔ)負(fù)序和補(bǔ)諧波，補(bǔ)諧波可選擇3~21次相應(yīng)諧波次數(shù)的補(bǔ)償功能。 MEC產(chǎn)品技術(shù)特點(diǎn)。、電壓源變流器等組成，通過控制逆變移相角δ 和調(diào)制比M，能連續(xù)改變直流電容電壓及逆變輸出電壓，補(bǔ)償范圍寬，既能實(shí)現(xiàn)感性補(bǔ)償又能實(shí)現(xiàn)容性補(bǔ)償。，具有安裝周期短、運(yùn)輸方便、調(diào)試周期短。，能夠并行處理大量數(shù)據(jù)、實(shí)時(shí)數(shù)字運(yùn)算，運(yùn)算結(jié)果精度高，DSTATCOM響應(yīng)速度快。 逆變裝置采用強(qiáng)制風(fēng)冷散熱方式，該種散熱方式效率高、體積緊湊，可以充分利用IGBT 等元器件的容量。，徹底解決高低壓隔離問題，避免電磁信號的干擾， MEC工作更加穩(wěn)定可靠。，將數(shù)字保護(hù)、邏輯硬件保護(hù)和繼電保護(hù)融為一體，為裝置的安全運(yùn)行提供了有力的保障。，由多個(gè)處理單元組成，通過分層式的結(jié)構(gòu)組成方式實(shí)現(xiàn)對多個(gè)監(jiān)控量的采集與監(jiān)控?？刂葡到y(tǒng)具有多重監(jiān)控及保護(hù)功能，完成在系統(tǒng)各種異常情況下的可靠保護(hù)。，便于控制和查詢故障類型和故障位置。，通訊管理單元主要完成規(guī)約轉(zhuǎn)換的功能,這樣可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)方監(jiān)視和控制，實(shí)現(xiàn)無人值守。 性能特點(diǎn) 動(dòng)態(tài)補(bǔ)償可同時(shí)對無功功率和諧波進(jìn)行補(bǔ)償，且補(bǔ)償無功功率可做到連續(xù)平滑雙向調(diào)節(jié)。 節(jié)能降耗通過無功及諧波補(bǔ)償，不僅減少無功損耗，避免諧波在變壓器內(nèi)造成更大損耗，還可以提