本技術屬于供電，具體涉及一種電壓補償器及其控制方法、供電系統(tǒng)。

背景技術：

1、配網(wǎng)線路末端電壓波動大、電壓低等電能質(zhì)量問題在農(nóng)村配電網(wǎng)以及部分城市配電網(wǎng)的末端尤為常見，風電、光伏等新能源的接入也會使電網(wǎng)產(chǎn)生波動，在構建新型電力系統(tǒng)要求下，電能質(zhì)量治理尤為重要。

2、傳統(tǒng)電壓治理手段主要包括：1、線路末端裝設配電變壓器，也即新增變壓器；2、改造分支線路，比如增大線纜截面或新增專線供電等；3、改造有載調(diào)壓變壓器，比如擴容、適當調(diào)節(jié)分接頭；4、安裝無功率補償?shù)牡蛪鹤詣友a償電容器；5、安裝交流穩(wěn)壓器。上述傳統(tǒng)電壓治理手段調(diào)節(jié)能力有限，工作量大，且存在新增設備占地面積以及線路走廊協(xié)商困難等問題，不易推廣。

3、基于此，目前主要采用動態(tài)電壓恢復器(dynamic?voltage?restorer，dvr)對負載所在線路進行補償。然而，動態(tài)電壓恢復器使用大功率絕緣柵雙極晶體管(insulated?gatebipolar?transistor，igbt)模塊，該igbt配套的濾波電路使用的電容電感成本高，igbt的控制系統(tǒng)復雜，且動態(tài)電壓恢復器的存儲單元成本也高，從而導致動態(tài)電壓恢復器的成本高。

技術實現(xiàn)思路

1、本技術要解決的技術問題是針對現(xiàn)有技術存在的上述不足，提供一種電壓補償器及其控制方法、供電系統(tǒng)，使用該電壓補償器能夠有效減少晶閘管數(shù)量和取能變壓器檔位抽頭數(shù)量，相對于現(xiàn)有技術中的動態(tài)電壓恢復器，本技術實施例提供的電壓補償器能夠有效降低成本。

2、第一方面，本技術實施例提供一種電壓補償器，包括n個取能變壓器、n個晶閘管橋式電路和n個補償變壓器，取能變壓器、晶閘管橋式電路分別與補償變壓器一一對應，n為正整數(shù)；

3、各取能變壓器，其一次側(cè)繞組分別與其對應的負載的供電線路可調(diào)連接，其二次側(cè)檔位抽頭分別與其對應的晶閘管橋式電路連接；其中，各取能變壓器抽頭數(shù)量均為n，n為正整數(shù)；

4、各晶閘管橋式電路，分別與其對應的補償變壓器的一次側(cè)連接；

5、各補償變壓器，其二次側(cè)分別與其對應的供電線路連接；

6、其中，各取能變壓器從其對應的供電線路連接的電網(wǎng)獲取電能，并在其對應的晶閘管橋式電路處于目標檔位的情況下，將電能轉(zhuǎn)換為目標補償電壓，再通過其對應的晶閘管橋式電路以及其對應的補償變壓器，向其對應的供電線路輸出目標補償電壓，以對負載當前電壓進行補償，進而控制負載的電壓在預設范圍內(nèi)；其中，目標補償電壓為目標檔位對應的補償電壓，目標檔位為n*(n-1)+1個檔位中負載當前電壓對應的補償檔位。

7、在第一方面的一些實施方式中，各晶閘管橋式電路包括第一晶閘管單元至第n晶閘管單元；第一晶閘管單元包括第一晶閘管組和第n+1晶閘管組，第二晶閘管單元包括第二晶閘管組和第n+2晶閘管組，…，第n晶閘管單元包括第n晶閘管組和第2n晶閘管組；

8、各取能變壓器的一次側(cè)繞組包括第一抽頭至第n抽頭；各取能變壓器的二次側(cè)繞組包括第n+1抽頭至第m抽頭；其中，m為大于n的正整數(shù)；各第一晶閘管單元至各第n晶閘管單元的第一端、第二端分別與其一一對應的補償變壓器的一次側(cè)兩端串聯(lián)；

9、各第i晶閘管單元的第三端連接其對應的第i抽頭，i為大于等于1且小于等于n的整數(shù)；

10、各第m抽頭接地，各第n+1抽頭至各第m-1抽頭中一項可調(diào)連接其對應的取能變壓器連接的負載的供電線路。

11、在第一方面的一些實施方式中，n＝4。

12、在第一方面的一些實施方式中，電壓補償器還包括：

13、至少一個保護模塊，各保護模塊與其對應的晶閘管橋式電路并聯(lián)在其對應的補償變壓器的一次側(cè)兩端之間，用于在其對應的晶閘管橋式電路換檔投切過程中，防止保護模塊對應的取能變壓器的二次側(cè)檔位抽頭短路。

14、在第一方面的一些實施方式中，各保護模塊均包括串聯(lián)在其對應的補償變壓器的一次側(cè)兩端之間的限流電抗器和甲晶閘管組。

15、在第一方面的一些實施方式中，各補償變壓器均包括隔離變壓器。

16、基于相同的發(fā)明構思，第二方面，本技術實施例還提供一種電壓補償器控制方法，應用于第一方面任一項的電壓補償器，該方法包括：

17、控制各取能變壓器從其與對應的供電線路連接的電網(wǎng)獲取電能；

18、控制各取能變壓器對應的晶閘管橋式電路處于目標檔位，目標檔位為n*(n-1)+1個檔位中負載當前電壓對應的補償檔位；

19、其中，各取能變壓器在其對應的晶閘管橋式電路處于目標檔位的情況下，將電能轉(zhuǎn)換為目標補償電壓，通過各取能變壓器分別對應的晶閘管橋式電路和補償變壓器，向各取能變壓器對應的供電線路輸出目標補償電壓，以對負載當前電壓進行補償，進而控制負載的電壓在預設范圍內(nèi)；其中，目標補償電壓為目標檔位對應的補償電壓。

20、在第二方面的一些實施方式中，控制各取能變壓器對應的晶閘管橋式電路處于目標檔位之前，該方法還包括：

21、獲取各取能變壓器分別對應的負載當前電壓和負載額定電壓，以得到n個負載當前電壓和n個負載額定電壓；

22、根據(jù)n個負載當前電壓和n個負載額定電壓，確定各取能變壓器對應的晶閘管橋式電路的目標檔位。

23、在第二方面的一些實施方式中，根據(jù)n個負載當前電壓和n個負載額定電壓，確定各取能變壓器對應的晶閘管橋式電路的目標檔位，具體包括：

24、針對各取能變壓器，分別執(zhí)行以下步驟，以確定各取能變壓器對應的晶閘管橋式電路的目標檔位：

25、將取能變壓器對應的負載額定電壓與取能變壓器對應的負載當前電壓的差值，確定為第一電壓差值；

26、將第一電壓差值與取能變壓器對應的負載當前電壓的比值作為第一電壓比值；

27、將第一電壓比值對應的檔位確定為目標檔位。

28、在第二方面的一些實施方式中，控制各取能變壓器從其與對應的供電線路連接的電網(wǎng)獲取電能，具體包括：

29、在監(jiān)測到負載當前電壓小于預設電壓，且各晶閘管橋式電路上的橋臂電流均完全過零的情況下，控制各取能變壓器從其與對應的供電線路連接的電網(wǎng)獲取電能。

30、在第二方面的一些實施方式中，各晶閘管橋式電路均包括第一晶閘管單元至第n晶閘管單元；第一晶閘管單元包括第一晶閘管組和第n+1晶閘管組，第二晶閘管單元包括第二晶閘管組和第n+2晶閘管組，…，第n晶閘管單元包括第n晶閘管組和第2n晶閘管組；

31、各取能變壓器的一次側(cè)繞組包括第一抽頭至第n抽頭；各取能變壓器的二次側(cè)繞組包括第n+1抽頭至第m抽頭；其中，m為大于n的正整數(shù)；各第一晶閘管單元至各第n晶閘管單元的第一端、第二端分別與其一一對應的補償變壓器的一次側(cè)兩端串聯(lián)；

32、各第i晶閘管單元連接其對應的第i抽頭，i為大于等于1且小于等于n的整數(shù)；

33、各第m抽頭接地，各第n+1抽頭至各第m-1抽頭中一項可調(diào)連接其對應的取能變壓器連接的負載的供電線路；

34、電壓補償器還包括n個保護模塊，各保護模塊與其對應的晶閘管橋式電路并聯(lián)在其對應的補償變壓器的一次側(cè)兩端之間，用于在其對應的晶閘管橋式電路換檔投切過程中，防止保護模塊對應的取能變壓器的二次側(cè)檔位抽頭短路；

35、在各取能變壓器對應的目標檔位的情況下，各取能變壓器分別對應的保護模塊導通，且第一晶閘管組至第n晶閘管組均截止，或者，各保護模塊均截止，各取能變壓器分別對應的第一晶閘管組至第n晶閘管組中一項導通，其余項均截止，且各取能變壓器分別對應的第n+1晶閘管組至第2n晶閘管組中一項導通，其余項均截止。

36、在第二方面的一些實施方式中，n＝4；

37、在目標檔位為第零檔位的情況下，各取能變壓器對應的保護模塊導通，且各取能變壓器分別對應的第一晶閘管組至第八晶閘管組均截止，

38、在目標檔位為第一檔位的情況下，各取能變壓器分別對應的第三晶閘管組和第八晶閘管組導通，其余晶閘管組和各保護模塊均截止；

39、在目標檔位為第二檔位的情況下，各取能變壓器分別對應的第一晶閘管組和第六晶閘管組導通，其余晶閘管組和各保護模塊均截止；

40、在目標檔位為第三檔位的情況下，各取能變壓器分別對應的第二晶閘管組和第七晶閘管組導通，其余晶閘管組和各保護模塊均截止；

41、在目標檔位為第四檔位的情況下，各取能變壓器分別對應的第二晶閘管組導通和第八晶閘管組導通，其余晶閘管組和各保護模塊均截止；

42、在目標檔位為第五檔位的情況下，各取能變壓器分別對應的第一晶閘管組導通和第七晶閘管組導通，其余晶閘管組和各保護模塊均截止；

43、在目標檔位為第六檔位的情況下，各取能變壓器分別對應的第一晶閘管組導通和第八晶閘管組導通，其余晶閘管組和各保護模塊均截止；

44、在目標檔位為第七檔位的情況下，各取能變壓器分別對應的第四晶閘管組導通和第七晶閘管組導通，其余晶閘管組和各保護模塊均截止；

45、在目標檔位為第八檔位的情況下，各取能變壓器分別對應的第二晶閘管組導通和第五晶閘管組導通，其余晶閘管組和各保護模塊均截止；

46、在目標檔位為第九檔位的情況下，各取能變壓器分別對應的第三晶閘管組導通和第六晶閘管組導通，其余晶閘管組和各保護模塊均截止；

47、在目標檔位為第檔位的情況下，各取能變壓器分別對應的第四晶閘管組導通和第六晶閘管組導通，其余晶閘管組和各保護模塊均截止；

48、在目標檔位為第十一檔位的情況下，各取能變壓器分別對應的第三晶閘管組導通和第五晶閘管組導通，其余晶閘管組和各保護模塊均截止；

49、在目標檔位為第十二檔位的情況下，各取能變壓器分別對應的第四晶閘管組導通和第五晶閘管組導通，其余晶閘管組和各保護模塊均截止。

50、基于相同的發(fā)明構思，第三方面，本技術實施例還提供一種供電系統(tǒng)，包括：

51、負載；

52、供電線路，與負載連接，用于為負載供電；

53、如第一方面任一項的電壓補償器，與供電線路連接，用于對負載當前電壓進行補償，以控制負載的電壓在預設范圍內(nèi)。

54、由于具有相同補償檔位數(shù)量的拓撲結(jié)構中，晶閘管橋式電路可以有效減少晶閘管組數(shù)量和變壓器抽頭數(shù)量。因此，根據(jù)本技術實施例提供的電壓補償器及其控制方法、供電系統(tǒng)，通過采用動態(tài)電壓恢復器、晶閘管橋式電路和補償變壓器構建電壓補償器，在保證提供n*(n-1)+1個檔位對負載當前電壓進行補償，進而控制負載的電壓在預設范圍內(nèi)，使得負載的電壓保持穩(wěn)定，確保負載安全的同時，能夠有效減少晶閘管數(shù)量和取能變壓器檔位抽頭數(shù)量，相對于現(xiàn)有技術中的動態(tài)電壓恢復器，本技術實施例提供的電壓補償器能夠有效降低成本。