HTSPO介紹
華天智能電能質量優(yōu)化裝置HTSPO是山大華天用于提升配電臺區(qū)電能質量的新型電力電子裝置。該裝置內置無功發(fā)生器(SVG),采用智能算法進行控制，可有效補償三相負荷不平衡，并具有快速連續(xù)調節(jié)無功功率、有源濾波(對特征次諧波有良好的濾除作用)等功能。在補償三相不平衡、無功功率、諧波、電壓跌落等方面表現(xiàn)出色。
主要功能
· 解決配網三相不平衡問題，保證流入電網的三相電流平衡，提升變壓器輸出容量。
· 補償無功功率，提高功率因數，有效提升變壓器利用率。
· 補償諧波，有效濾除負載3、5、7、11等特征次諧波，在補償三相不平衡、補償無功功率的同時對特征次諧波有良好的濾除作用。
· 穩(wěn)定受電端電壓，加強系統(tǒng)電壓穩(wěn)定性，有效解決配網末端電壓低問題。
· 抑制電壓波動和閃變，改善用電環(huán)境。
· 有效抑制裝置中有源支路及無源支路與系統(tǒng)的諧振，增強設備可靠性。
產品特點
· 多種運行模式，適合各種場景。華天HTSPO智能電能質量優(yōu)化裝置具有無功優(yōu)先、不平衡優(yōu)先、諧波優(yōu)先、電壓優(yōu)先、只補無功、只補不平衡、只濾諧波、只補電壓8種工作模式可供選擇。在無功優(yōu)先、不平衡優(yōu)先、諧波優(yōu)先、電壓優(yōu)先四種模式下，任一種補償模式均可兼容另外三種方式。
· 采用SVG的控制器統(tǒng)一控制電容器的投切，既能減少體積又方便協(xié)調控制。
· 采用SVG模塊的風機通過風道進行散熱，無需再額外安裝柜體散熱風機。
· 采用全數字化、智能化控制，中英雙語液晶顯示。
· 具有過壓、欠壓、過流、過熱、過補償等保護功能。
· 具有故障自診斷功能、歷史事件記錄功能。
· 具有無線通信功能，方便查看設備運行狀況。遠距離通信時可配置GPRS模塊連接網絡，可在客戶端查看數據；近距離通訊時可配置WIFI無線通信，可在具有WIFI功能的終端設備（如手機）查看數據。
遠距離無線通信采用GPRS方式
近距離≤10m 無線通信采用WIFI方式
工作原理
三相不平衡補償原理
控制器通過電流傳感器實時檢測系統(tǒng)電流，并分析判斷系統(tǒng)是否處于不平衡狀態(tài)，同時計算達到平衡狀態(tài)時所需要的補償電流，并控制逆變器產生電流，使電流從大的相轉移到小的相，最終使三相電流達到平衡狀態(tài)。
配電網中一方面存在著三相不平衡負載，典型的如電力機車牽引負荷和交流電弧爐等；另一方面由于用戶負載的三相用電不均衡造成的。不平衡電流會造成個別相電流過載而導致變壓器損壞或利用率低、中線電流大的風險。華天HTSPO能夠快速地補償由于負載不平衡所產生的負序電流，始終保證流入電網的三相電流平衡，提高供電電能質量。
補償前源測電流 補償后源測電流
（補償前三相電流不平衡，補償后三相電流趨于平衡）
補償前不平衡度 補償后不平衡度
（電流不平衡度由13%補償到0.7%）
電壓支撐原理
當負荷側電壓某相正常另兩相偏高或偏低時，對偏低的相采用補償容性電流的方法來降低線路阻抗引起的壓降，達到提升負荷側電壓的目的；對偏高的相采用補償感性電流的方法來增大線路阻抗引起的壓降，達到降低負荷側電壓的目的。
HTSPO智能電能質量優(yōu)化裝置電壓支撐原理1
當負荷側電壓三相普遍偏低時，采用電容補償加SVG補償的方法來降低線路阻抗帶來的壓降，達到提升負荷側電壓的目的。
無功補償原理
控制器通過控制電容器的投切及SVG的容性電流的輸出來實現(xiàn)對感性負載的補償，在SVG支路容量范圍內可以實現(xiàn)快速無功補償。
HTSPO智能電能質量優(yōu)化裝置無功補償原理1：對感性負載補償
控制器通過控制SVG的感性電流的輸出來實現(xiàn)對容性負載的補償。
HTSPO智能電能質量優(yōu)化裝置無功補償原理2：對容性負載補償
對快速變化的無功負荷進行補償：
控制器一方面控制晶閘管快速投切電容器組實現(xiàn)大容量的無功補償，另一方面控制SVG產生精細的無功功率，實現(xiàn)無功功率的快速連續(xù)調節(jié)。晶閘管投切電容器可以實現(xiàn)無涌流、快速投切，和SVG配合后整機的響應時間可以達到20ms，在整機容量內可對快速變化的無功負荷進行有效補償。
HTSPO智能電能質量優(yōu)化裝置對快速變化的無功負荷進行補償的原理
HTSPO智能電能質量優(yōu)化裝置無功功率連續(xù)補償原理：
普通電容補償由于最小支路容量的限制只能進行階梯補償，存在補償誤差，會產生無功累積，在負荷小時也會造成功率因數過低的問題。華天HTSPO智能電能質量優(yōu)化裝置控制器一方面控制接觸器（晶閘管）對電容器組進行投切實現(xiàn)大容量的無功補償，另一方面控制SVG產生精細的無功功率，在SVG容量為最小電容支路容量一半的情況下可實現(xiàn)整機有效容量內無功功率的連續(xù)調節(jié)，達到功率因數為1的補償效果。
比如補償裝置有兩組電容，補償容量分別為20kvar、40 kvar，若系統(tǒng)需要補償容量為36kvar，則普通補償裝置只能輸出20kvar還剩余16kvar，而HTSPO智能電能質量優(yōu)化裝置則會控制一組電容40kvar投入，同時會控制SVG產生4kvar感性（按最小損耗自動控制輸出），這樣補償后系統(tǒng)就沒有剩余無功功率了，達到了完全補償的效果。
HTSPO智能電能質量優(yōu)化裝置與普通電容投切補償效果對比圖
有源濾波原理
華天HTSPO裝置內置的SVG可以開啟30%濾波容量，實現(xiàn)有源濾波功能。SVG由控制器和補償電流發(fā)生電路組成?？刂破鲗崟r監(jiān)視負載電流，并將模擬電流信號轉換為數字信號，送入內部的高速數字信號處理器(DSP)對信號進行處理將基波無功電流和諧波電流提取，得到指令電流，并通過電流跟蹤控制電路和驅動電路，以脈寬調制(PWM)信號形式向補償電流發(fā)生電路送出驅動脈沖，驅動IGBT功率模塊，生成反向等值補償電流注入電網，從而實現(xiàn)對負載無功電流和諧波電流的動態(tài)、快速徹底治理。
HTSPO諧波補償能有效濾除負載5、7、11等特征次諧波，在補償功率因數、三相不平衡的同時對特征次諧波有良好的濾除作用，補償前后濾波效果對比見下圖：
（補償前5次諧波電流15.8A畸變率14.8% ，補償后5次諧波電流3A畸變率2.9%）
抑制電壓波動和閃變原理
電壓波動和閃變主要是負荷的急劇變化引起的。負荷的急劇變化會導致電流的劇烈波動，從而引起受電端電網電壓閃變。引起電壓閃變的典型負荷有電弧爐、軋鋼機、電力機車等。HTSPO裝置中內置的SVG能夠快速地提供變化的無功電流，以補償負荷變化引起的電壓波動和閃變現(xiàn)象。目前，抑制電壓波動和閃變的最佳設備是SVG。
諧振抑制原理
普通的有源濾波器易與系統(tǒng)中的純電容器諧振且電容器補償也存在諧振風險，這就需要裝置具有諧振抑制功能，華天HTSPO智能電能質量優(yōu)化裝置采用特有的諧振抑制發(fā)明專利，能有效抑制電容支路的諧波放大，提高供配電系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
手機監(jiān)控界面
后臺監(jiān)控界面
技術參數
