这种静止无功补偿发生器是一种基于柜体、绝缘栅双极型晶体管（IGBT）、电抗器温度参数进行自动限容的补偿装置，此装置的掌握策略是根据装置温度变革改变静止无功补偿发生器的无功电流输出，进而实现装置的自动限容掌握。由于可以对静止无功补偿发生器容量进行自动调节，不仅提高了装置的可靠性，而且延长了装置的利用寿命。
在配电网中，由于负载分布的随机性和多样性，导致配电网涌现功率因数低、供电电压不稳定、配电网损耗大等一系列问题。因此，无功补偿对配电网有着重要的意义。对配电网进行适当的无功补偿，可以稳定电网电压，提高功率因数，提高装置利用率，减小网络有功功率损耗，平衡三相功率，为系统供应电压支撑，终极提高电网运行的安全性及稳定性。
电网中最常用的补偿装置是静止无功补偿发生器（static var generator, SVG）。随着静止无功补偿发生器的发展，市场对静止无功补偿发生器的哀求越来越高，不但要适应各种恶劣的环境，还要担保补偿装置稳定运行的寿命。
影响补偿装置寿命最主要的成分是温度，高温不但会破坏元件还有可能造成爆炸，因此为了更好地提高装置的寿命和稳定性，提出一种自冷式静止无功补偿发生器，这是一种基于丈量柜体、绝缘栅双极型晶体管（insulated gate bipolar transistor, IGBT）、电抗器温度参数的新型装置，其利用自动限容掌握策略，通过掌握器上的传感器实时采集静止无功补偿发生器柜体、IGBT、电抗器的温度。当检测到静止无功补偿发生器装置的某一处超温时，则会暂时减小装置的输出容量进而降落装置的温度。当温度降落到限容给定值以下时，装置又会规复正常的补偿容量。
本文所提补偿装置具有构造大略、设计合理、利用方便、科学实用等特点，其上风在于可以对静止无功补偿发生器紧张部分的温度进行快速准确的掌握，既担保装置可以长期稳定地运行又可以避免由高温引发的爆炸风险。
2 掌握策略全体系统如图1所示，紧张包括电网、负载和补偿装置三个部分。个中补偿部分便是本文所提自冷式静止无功补偿发生器，如图1（a）所示。静止无功补偿发生器装置紧张由掌握部分和显示部分两部分组成，如图1（b）所示。
掌握部分采集网侧电压、电流及其他参数通报给掌握器，掌握器进行剖析打算后输出掌握旗子暗记来决定装置的运行状态；显示部分紧张以上位机的形式直不雅观地显示系统中各个参数，以供调试职员不雅观察调试。
图1 全体系统
掌握策略决定了装置性能的好坏，静止无功补偿发生器的掌握策略如图2所示，紧张包括相间电压平衡掌握、锁相环（phase locked loop, PLL）掌握、电流内环掌握、相内平衡掌握等。
图2 静止无功补偿发生器掌握策略
相间电压平衡掌握是通过掌握器打算每相电压的均匀值并与系统的设定值进行比较，得到相间平衡的偏差值通报给电流环的有功值，与电流环上的网侧有功分量相结合，打算出当前状态下所需的有功分量，通过调节有功值来平衡每相之间的电压差值，进而稳定相间电压。
锁相环掌握是为了使补偿部分的相位与电网侧的相位保持同等，来使补偿装置输出的电流可以在电网侧同步，进而达到补偿效果的高精度。
电流内环掌握是通过分解电网侧电流的有功、无功分量进行打算，通过处理得到确当前状态下装置所须要发出的有功、无功分量，达到补偿电网侧无功功率目的，同时电流内环掌握也是实现相间和相内电压平衡的关键。此项掌握的精确程度决定装置的补偿效果，通过不同的算法来决定装置的不同补偿模式，从而办理不同现场的不同问题。
相内平衡掌握是把每相单元的直流侧电压与设定的参考值进行比较，得出偏差值进行闭环掌握，来纠正相内直流侧电压以担保装置的稳定输出。
传统的系统掌握策略为：首先采集电网侧电压，进行锁相，提取打算出电网的实时相位并通报给掌握器，掌握器把补偿电流与其相位进行同步，再经由电流环进行打算输出所须要的补偿电流，与此同时实时监测单元内部的直流电压和相间的电压值，通过比例积分（proportional integral, PI）调节进行电压掌握以担保装置稳定输出。
随着设备永劫光运行或者设备处在温度较高的工况下，会涌现破坏元件的征象，严重时会发生爆炸事宜，危及装置及人身的安全。
为理解决上述问题，本文将掌握策略升级，在电流环部分加入温度掌握，不仅不消耗额外的有功功率，而且针对不同用户的需求，装置还供应了三种掌握模式，包括电压掌握、功率因数掌握及无功掌握，可根据不同的现场和不同的需求进行调度，以达到最好的补偿效果。
掌握策略设计流程如图3所示，通过采集补偿装置柜体、IGBT、电抗器的温度参数通报给掌握器，打算处理后与设定的限容温度给定值进行无差调节，其输出的结果改变静止无功补偿发生器的无功电流环输出，进而改变装置的容量，达到掌握温度的目的。
图3 掌握策略设计流程
掌握策略实现流程如图4所示，首先通过采集模块采集各个通道下柜体的温度，利用通信协议通报给掌握器进行剖析比较，得到最大值，与用户在系统中设定的柜体温度限容值进行比较，得到柜体温度PI闭环掌握的输入旗子暗记，闭环掌握结束后，当输出值大于0时，输出值取0，当输出值小于-1时，输出值取-1，然后把柜体温度PI闭环输出值进行处理，得到柜体温度掌握限容系数；其次检测多个通道的IGBT温度，进行同样处理得到IGBT温度掌握限容系数；连续检测多个通道的电抗器的温度，得到电抗器温度掌握限容系数。
末了将补偿装置柜体、IGBT、电抗器的三组温度掌握限容系数相乘，得到总的温度掌握限容系数；在将总温度掌握限容系数与静止无功补偿发生器负载侧无功电流检测值相乘，得到静止无功补偿发生器无功电流PI环的指令值，通报给掌握器进行输出，通过自动改变补偿装置的输出电流，来改变装置的容量，进而降落装置的各个元件的温度。
图4 掌握策略实现流程
通过此设计方法可以办理静止无功补偿发生器超温所引发的一系列问题，同时延长了装置的寿命，提高了装置的稳定性，此技能已经成功运用在实际设备中并稳定运行。
3 实验验证为了验证本文设计的掌握策略，在75A/220V的实验样机上进行测试，如图5所示。当装置正常事情时，补偿装置柜体、IGBT的温度都在限定值范围内（见表1），此时通过上位机可以不雅观察到装置满载事情并输出75A的补偿电流（见表2）。
图5 实验样机
表1 正常事情时温度
表2 正常事情时的装置补偿电流
为了仿照超温时的状态，把装置放在老化室中使其温度达到限定值以上（见表3），装置开始进行自动限容，通过实时不雅观察创造，此时补偿电流已经降落到51A（见表4），不雅观察温度也降到规定温度以下（见表5），同时截取示波器中的电流变革波形如图6所示，图6更直不雅观地显示了补偿电流的变革，既证明了实时性又验证了掌握算法的可行性。
表3 超温下的装置温度
表4 降容后的的补偿电流
图6 示波器中的电流波形
表5 降容后的温度
4 结论本文所提自动限容掌握策略是当检测到静止无功补偿发生器装置柜体、IGBT、电抗器的某处超温时，通过降落装置的无功补偿输出电流，进而降落装置的温度。当温度低落到限容温度给定值以下时，装置又会规复正常的补偿电流。为了延长装置的寿命，此掌握策略只是起到保护装置软件的浸染，不会对装置容量产生严重影响。
此外，如碰着分外的工况须要静止无功补偿发生用具备短时过载能力时，可以在出厂提高行分外设置。此技能可在高压设备须要时加入，具有很好的适应性。本文通过实验证明了该掌握策略的有效性和精确性，具有一定的工程意义。
本文编自2021年第6期《电气技能》，论文标题为“自冷式静止无功补偿发生器的掌握策略”，作者为焦绪强、朱耿峰、陈啸旭、息鹏。
