帶無(wú)功調(diào)節(jié)的高壓諧波電流補(bǔ)償裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種有源電力濾波裝置，尤其是涉及一種帶無(wú)功調(diào)節(jié)的高壓諧波電流補(bǔ)償裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著電力電子技術(shù)的迅猛發(fā)展，各種電力電子裝置在發(fā)電、輸電、配電和用電系統(tǒng)中日益廣泛的應(yīng)用，非線性負(fù)荷引起的諧波污染也逐漸嚴(yán)重。同時(shí)隨著社會(huì)信息化的進(jìn)步，敏感性負(fù)載(如計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)、精密電子設(shè)備等)的廣泛應(yīng)用，對(duì)電能質(zhì)量也提出了更高的要求。并且，高壓變壓器產(chǎn)生的諧波和低壓側(cè)滲透過(guò)來(lái)的諧波都可能對(duì)高壓側(cè)的電能質(zhì)量產(chǎn)生嚴(yán)重的影響。
[0003]有源電力濾波技術(shù)，它的基本工作原理是:實(shí)時(shí)檢測(cè)補(bǔ)償對(duì)象的電壓和電流，經(jīng)信號(hào)處理器采樣運(yùn)算計(jì)算得出補(bǔ)償電流，得出補(bǔ)償電流，補(bǔ)償電流與負(fù)載電流中要補(bǔ)償?shù)闹C波及無(wú)功電流，大小相等、相位相反、相互抵消，最終得到期望的電網(wǎng)電流，使電網(wǎng)電流成為與電壓同相位的正弦波，從而達(dá)到抑制諧波的目的。然而現(xiàn)有的有源電力濾波裝置不能實(shí)現(xiàn)負(fù)載的無(wú)功功率補(bǔ)償。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]本實(shí)用新型的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種簡(jiǎn)單有效的帶無(wú)功調(diào)節(jié)的高壓諧波電流補(bǔ)償裝置。
[0005]本實(shí)用新型的目的可以通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn):
[0006]—種帶無(wú)功調(diào)節(jié)的高壓諧波電流補(bǔ)償裝置，包括:
[0007]主電路，與電網(wǎng)連接，向電網(wǎng)注入用于補(bǔ)償負(fù)載電流的補(bǔ)償電流；
[0008]驅(qū)動(dòng)電路，與主電路連接，驅(qū)動(dòng)主電路中的開(kāi)關(guān)器件；
[0009]電流檢測(cè)電路，與非線性負(fù)載連接，檢測(cè)實(shí)時(shí)的負(fù)載電流；
[0010]還包括:
[0011]補(bǔ)償信號(hào)發(fā)生器，用于根據(jù)用戶(hù)指令生成補(bǔ)償信號(hào)；
[0012]電流跟蹤控制電路，分別連接電流檢測(cè)電路、驅(qū)動(dòng)電路和補(bǔ)償信號(hào)發(fā)生器，根據(jù)補(bǔ)償信號(hào)進(jìn)行電流跟蹤，生成相應(yīng)的控制信號(hào)發(fā)送給驅(qū)動(dòng)電路。
[0013]所述補(bǔ)償信號(hào)發(fā)生器包括觸摸屏。
[0014]所述電流跟蹤控制電路包括微處理器。
[0015]所述微處理器為DSP芯片。
[0016]所述主電路為由多個(gè)基本H橋單元串聯(lián)而成的H橋級(jí)聯(lián)型高壓有源電力補(bǔ)償電路。
[0017]所述電流檢測(cè)電路包括電流互感器。
[0018]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0019](I)本實(shí)用新型可根據(jù)需求實(shí)現(xiàn)諧波電流補(bǔ)償及負(fù)載無(wú)功功率補(bǔ)償，從而進(jìn)一步提尚系統(tǒng)側(cè)電能質(zhì)量；
[0020](2)本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)方式簡(jiǎn)單有效，只需要在補(bǔ)償電流的指令信號(hào)中增加與瞬時(shí)負(fù)載電流的基波無(wú)功分量反極性的成分即可實(shí)現(xiàn)無(wú)功功率補(bǔ)償。
【附圖說(shuō)明】
[0021]圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。本實(shí)施例以本實(shí)用新型技術(shù)方案為前提進(jìn)行實(shí)施，給出了詳細(xì)的實(shí)施方式和具體的操作過(guò)程，但本實(shí)用新型的保護(hù)范圍不限于下述的實(shí)施例。
[0023]如圖1所示，本實(shí)施例提供一種帶無(wú)功調(diào)節(jié)的高壓諧波電流補(bǔ)償裝置，包括:主電路1，與電網(wǎng)連接，向電網(wǎng)注入用于補(bǔ)償負(fù)載電流的補(bǔ)償電流；驅(qū)動(dòng)電路2，與主電路I連接，生成PWM波信號(hào)，驅(qū)動(dòng)主電路I中的開(kāi)關(guān)器件，產(chǎn)生相應(yīng)的補(bǔ)償電流，注入電網(wǎng)；電流檢測(cè)電路3，與非線性負(fù)載連接，檢測(cè)實(shí)時(shí)的負(fù)載電流；補(bǔ)償信號(hào)發(fā)生器4，用于根據(jù)用戶(hù)指令生成補(bǔ)償信號(hào)；電流跟蹤控制電路5，分別連接電流檢測(cè)電路3、驅(qū)動(dòng)電路2和補(bǔ)償信號(hào)發(fā)生器4，根據(jù)補(bǔ)償信號(hào)進(jìn)行電流跟蹤，生成相應(yīng)的控制信號(hào)發(fā)送給驅(qū)動(dòng)電路2。
[0024]主電路I為由多個(gè)基本H橋單元串聯(lián)而成的H橋級(jí)聯(lián)型高壓有源電力補(bǔ)償電路，串聯(lián)單元個(gè)數(shù)的多少?zèng)Q定了裝置最高的并網(wǎng)電壓和輸出電平數(shù)，因此級(jí)聯(lián)方式很容易實(shí)現(xiàn)中高壓和大容量輸出。該補(bǔ)償電路可通過(guò)PWM技術(shù)來(lái)控制四個(gè)功率開(kāi)關(guān)器件的開(kāi)斷，從而使單相H橋單元輸出期望的電壓，每個(gè)H橋單元輸出的電壓疊加起來(lái)，就是該補(bǔ)償電路的相電壓。
[0025]電流檢測(cè)電路3包括電流互感器，采用瞬時(shí)負(fù)載電流。
[0026]補(bǔ)償信號(hào)發(fā)生器4包括觸摸屏，其根據(jù)用戶(hù)指令生成的補(bǔ)償信號(hào)包括諧波補(bǔ)償信號(hào)、無(wú)功功率補(bǔ)償信號(hào)和諧波無(wú)功復(fù)合補(bǔ)償信號(hào)。
[0027]電流跟蹤控制電路5包括微處理器，該微處理器采用DSP芯片，包括:
[0028]諧波電流計(jì)算模塊，用于根據(jù)電流檢測(cè)電路3獲得的負(fù)載電流提取諧波電流；
[0029]無(wú)功分量計(jì)算模塊，用于根據(jù)電流檢測(cè)電路3獲得的負(fù)載電流提取無(wú)功分量；
[0030]補(bǔ)償信號(hào)接收模塊，用于接收補(bǔ)償信號(hào)發(fā)生器4生成的補(bǔ)償信號(hào)；
[0031]控制信號(hào)生成模塊，用于根據(jù)補(bǔ)償信號(hào)調(diào)用諧波電流和/或無(wú)功分量生成相應(yīng)的控制信號(hào)發(fā)送給驅(qū)動(dòng)電路2。
[0032]如圖1中，L為瞬時(shí)負(fù)載電流，is為瞬時(shí)電源電流，i。為補(bǔ)償裝置(有源電力濾波器)注入電網(wǎng)的補(bǔ)償電流。根據(jù)基爾霍夫電流定律，有:is= U+i。。由于瞬時(shí)負(fù)載電流中含有基波分量和諧波分量，瞬時(shí)負(fù)載電流幾可表示為:k= Uf+U，其中為瞬時(shí)負(fù)載電流的基波分量込為瞬時(shí)負(fù)載電流諧波分量。如果再將瞬時(shí)負(fù)載電流i u的基波分量分解成瞬時(shí)有功分量iLpf和瞬時(shí)無(wú)功分量i Lqf，則瞬時(shí)負(fù)載電流可表示為:iL= i Lpf+ILqf+ILhO
[0033]如果需要補(bǔ)償負(fù)載所產(chǎn)生的諧波電流時(shí)，有源電力濾波器的指令電流運(yùn)算電路檢測(cè)并計(jì)算出瞬時(shí)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(hào)，由補(bǔ)償電流發(fā)生電路產(chǎn)生的補(bǔ)償電流，該補(bǔ)償電流與瞬時(shí)負(fù)載電流中的諧波分量大小相等、方向相反，與瞬時(shí)負(fù)載電流中的諧波分量?jī)烧呋ハ嗟窒闺娫措娏髦兄缓?fù)載電流的基波分量而不含諧波。這樣就達(dá)到了消除電源電流中諧波的目的。
[0034]如果要求有源電力濾波器在補(bǔ)償諧波電流的同時(shí)，還補(bǔ)償負(fù)載的無(wú)功功率，則只要在補(bǔ)償電流的指令信號(hào)中增加與瞬時(shí)負(fù)載電流的基波無(wú)功分量反極性的成分即可。這樣，補(bǔ)償電流與負(fù)載電流中的諧波及無(wú)功分量相抵消，電源電流等于負(fù)載電流的基波有功分量。
[0035]如果負(fù)載諧波不很?chē)?yán)重，則可以只需補(bǔ)償無(wú)功功率。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種帶無(wú)功調(diào)節(jié)的高壓諧波電流補(bǔ)償裝置，包括: 主電路(I)，與電網(wǎng)連接，向電網(wǎng)注入用于補(bǔ)償負(fù)載電流的補(bǔ)償電流； 驅(qū)動(dòng)電路(2)，與主電路⑴連接，驅(qū)動(dòng)主電路⑴中的開(kāi)關(guān)器件； 電流檢測(cè)電路(3)，與非線性負(fù)載連接，檢測(cè)實(shí)時(shí)的負(fù)載電流； 其特征在于，還包括: 補(bǔ)償信號(hào)發(fā)生器(4)，用于根據(jù)用戶(hù)指令生成補(bǔ)償信號(hào)； 電流跟蹤控制電路(5)，分別連接電流檢測(cè)電路(3)、驅(qū)動(dòng)電路(2)和補(bǔ)償信號(hào)發(fā)生器(4)，根據(jù)補(bǔ)償信號(hào)進(jìn)行電流跟蹤，生成相應(yīng)的控制信號(hào)發(fā)送給驅(qū)動(dòng)電路(2)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶無(wú)功調(diào)節(jié)的高壓諧波電流補(bǔ)償裝置，其特征在于，所述補(bǔ)償信號(hào)發(fā)生器(4)包括觸摸屏。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶無(wú)功調(diào)節(jié)的高壓諧波電流補(bǔ)償裝置，其特征在于，所述電流跟蹤控制電路(5)包括微處理器。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的帶無(wú)功調(diào)節(jié)的高壓諧波電流補(bǔ)償裝置，其特征在于，所述微處理器為DSP芯片。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶無(wú)功調(diào)節(jié)的高壓諧波電流補(bǔ)償裝置，其特征在于，所述主電路(I)為由多個(gè)基本H橋單元串聯(lián)而成的H橋級(jí)聯(lián)型高壓有源電力補(bǔ)償電路。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶無(wú)功調(diào)節(jié)的高壓諧波電流補(bǔ)償裝置，其特征在于，所述電流檢測(cè)電路(3)包括電流互感器。
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型涉及一種帶無(wú)功調(diào)節(jié)的高壓諧波電流補(bǔ)償裝置，包括：主電路，與電網(wǎng)連接，向電網(wǎng)注入用于補(bǔ)償負(fù)載電流的補(bǔ)償電流；驅(qū)動(dòng)電路，與主電路連接，驅(qū)動(dòng)主電路中的開(kāi)關(guān)器件；電流檢測(cè)電路，與非線性負(fù)載連接，檢測(cè)實(shí)時(shí)的負(fù)載電流；還包括：補(bǔ)償信號(hào)發(fā)生器，用于根據(jù)用戶(hù)指令生成補(bǔ)償信號(hào)；電流跟蹤控制電路，分別連接電流檢測(cè)電路、驅(qū)動(dòng)電路和補(bǔ)償信號(hào)發(fā)生器，根據(jù)補(bǔ)償信號(hào)進(jìn)行電流跟蹤，生成相應(yīng)的控制信號(hào)發(fā)送給驅(qū)動(dòng)電路。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有簡(jiǎn)單有效、改善系統(tǒng)側(cè)電能質(zhì)量等優(yōu)點(diǎn)。
【IPC分類(lèi)】H02J3/01, H02J3/18
【公開(kāi)號(hào)】CN204928167
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520535915
【發(fā)明人】舒觀瀾
【申請(qǐng)人】利思電氣（上海）有限公司
【公開(kāi)日】2015年12月30日
【申請(qǐng)日】2015年7月22日