專利名稱：一種基于串并聯(lián)組件結(jié)構(gòu)的有源型電能質(zhì)量治理裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及電力電子技術(shù)領(lǐng)域的電氣設(shè)備，尤其涉及電壓質(zhì)量控制和電流質(zhì)量控制的電能質(zhì)量復(fù)合控制設(shè)備，具有電壓暫降補(bǔ)償、動(dòng)態(tài)分相無功補(bǔ)償及諧波濾波功能。
背景技術(shù)：
針對不同電能質(zhì)量問題，國內(nèi)外提出了多種控制對策，研制了多種電能質(zhì)量控制產(chǎn)品，如補(bǔ)償電壓暫降的動(dòng)態(tài)電壓恢復(fù)器，抑制諧波的有源濾波器，抑制電壓波動(dòng)和閃變的配電系統(tǒng)靜止無功補(bǔ)償器等。但上述設(shè)備，一方面功能單一，造成針對同一用戶需安裝多種電能質(zhì)量控制裝置，造成場地投資雙浪費(fèi)；另一方面，多種電能質(zhì)量控制裝置可能存在運(yùn)行配合等方面問題，嚴(yán)重影響了電能質(zhì)量控制裝置的應(yīng)用推廣。此外，高新企業(yè)的敏感設(shè)備既是電能質(zhì)量問題的脆弱受害者，又是電能質(zhì)量的干擾源，因此包含電壓質(zhì)量控制技術(shù)和電流質(zhì)量控制技術(shù)的電能質(zhì)量復(fù)合控制技術(shù)逐漸成為電能質(zhì)量控制關(guān)鍵技術(shù)的發(fā)展方向，該技術(shù)不僅保證了敏感負(fù)荷免受電能質(zhì)量問題影響，且消除了其可能造成的新的電能質(zhì)量問題。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于克服目前國內(nèi)多種電能質(zhì)量控制設(shè)備無法統(tǒng)一控制的缺點(diǎn)，將有源串聯(lián)型電壓質(zhì)量控制技術(shù)和有源并聯(lián)型電流質(zhì)量控制技術(shù)結(jié)合起來，提供一種兼具電壓暫降補(bǔ)償、動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償和諧波治理功能的有源型電能質(zhì)量治理裝置。為了實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型的目的，提出一種基于串并聯(lián)組件結(jié)構(gòu)的有源型電能質(zhì)量治理裝置，所述有源型電能質(zhì)量治理裝置包括一控制系統(tǒng)，對電網(wǎng)進(jìn)行實(shí)施撿測；一有源串聯(lián)型電壓質(zhì)量控制單元；—有源并聯(lián)型電流質(zhì)量控制單元；其中，所述有源串聯(lián)型電壓質(zhì)量控制單元和有源并聯(lián)型電流質(zhì)量控制單元均包括直流系統(tǒng)及逆變器模塊、線路濾波模塊、保護(hù)模塊、驅(qū)動(dòng)模塊以及冷卻系統(tǒng)模塊；所述控制系統(tǒng)根據(jù)對電網(wǎng)的檢測結(jié)果，控制所述有源串聯(lián)型電壓質(zhì)量控制單元和有源并聯(lián)型電流質(zhì)量控制單元以協(xié)同方式工作。所述有源串聯(lián)型電壓質(zhì)量控制單元串接在主回路中，所述有源并聯(lián)型電流質(zhì)量控制單元并接在主回路中。所述有源串聯(lián)型電壓質(zhì)量控制單元通過電抗器串接在主回路中，所述有源并聯(lián)型電流質(zhì)量控制單元通過變壓器并接在主回路中。所述控制系統(tǒng)采用基于數(shù)字信號處理器的控制電路。本實(shí)用新型的混合裝置結(jié)合串聯(lián)補(bǔ)償和并聯(lián)補(bǔ)償?shù)膬?yōu)點(diǎn)，同時(shí)協(xié)同控制，降低了設(shè)備成本，可以解決下面的電能質(zhì)量問題諧波、無功波動(dòng)、電壓閃變、電壓驟降、三相不平衡等。可以應(yīng)用于任何負(fù)載類型、IKV以下電壓等級的三相電網(wǎng)，顯著改善電能質(zhì)量。
圖1是本實(shí)用新型的基于串并聯(lián)組件結(jié)構(gòu)的有源型電能質(zhì)量治理裝置。
具體實(shí)施方式
為使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合具體實(shí)施例，圖 1是本實(shí)用新型的基于串并聯(lián)組件結(jié)構(gòu)的有源型電能質(zhì)量治理裝置。對本實(shí)用新型進(jìn)一步詳細(xì)說明。圖1是本實(shí)用新型的基于串并聯(lián)組件結(jié)構(gòu)的有源型電能質(zhì)量治理裝置。它的主電路包括由一個(gè)控制系統(tǒng)、有源串聯(lián)型電壓質(zhì)量控制單元和有源并聯(lián)型電流質(zhì)量控制單元，控制系統(tǒng)控制有源串聯(lián)型電壓質(zhì)量控制單元和有源并聯(lián)型電流質(zhì)量控制單元以協(xié)同方式工作。所述兩種有源單元電路均包括直流系統(tǒng)及逆變器模塊、線路濾波模塊、保護(hù)模塊、 驅(qū)動(dòng)模塊以及冷卻系統(tǒng)模塊。本實(shí)用新型的本質(zhì)是通過控制系統(tǒng)控制的可控電壓源(直流系統(tǒng))，通過直接電壓疊加或電抗器感應(yīng)電流來補(bǔ)償系統(tǒng)電壓和負(fù)載電流。所述的控制系統(tǒng)采用基于數(shù)字信號處理器的控制電路。具體電路分析如下控制系統(tǒng)實(shí)時(shí)檢測電網(wǎng)的負(fù)載電流，分析出各次諧波電流和無功電流，并實(shí)時(shí)計(jì)算需補(bǔ)償?shù)闹C波電流和無功電流。當(dāng)判斷線路需要補(bǔ)償時(shí)，控制系統(tǒng)控制驅(qū)動(dòng)模塊，通過逆變器模塊產(chǎn)生對應(yīng)的調(diào)制電壓，通過并聯(lián)在主回路中的電抗器，產(chǎn)生補(bǔ)償電流注入電網(wǎng)系統(tǒng)，以補(bǔ)償負(fù)載產(chǎn)生的諧波電流和無功電流。同時(shí)，控制系統(tǒng)還實(shí)時(shí)監(jiān)測電網(wǎng)電壓有效值，并和設(shè)定的額定值實(shí)時(shí)比較，當(dāng)系統(tǒng)電壓持續(xù)低于額定電壓時(shí)，控制系統(tǒng)實(shí)時(shí)控制逆變器模塊產(chǎn)生對應(yīng)的補(bǔ)償電壓，通過串聯(lián)在主回路中的變壓器線圈，疊加在系統(tǒng)電壓上，補(bǔ)償系統(tǒng)電壓跌落。本實(shí)用新型可實(shí)現(xiàn)三相電壓暫降50%的電壓補(bǔ)償，動(dòng)態(tài)分相無級無功功率補(bǔ)償， 因數(shù)全程為1，可濾除50次之內(nèi)的諧波；補(bǔ)償響應(yīng)時(shí)間小于10ms，濾除諧波和無功補(bǔ)償?shù)谋壤勺杂稍O(shè)定，具有232/485、以太網(wǎng)等多種通信方式；功耗低，節(jié)能效果明顯；單元采用模塊化設(shè)計(jì)，結(jié)構(gòu)緊湊、安裝維護(hù)方便。以上對本實(shí)用新型所提供的有源型電能質(zhì)量治理裝置進(jìn)行了詳細(xì)介紹，本文中應(yīng)用了具體實(shí)施例對本實(shí)用新型的原理及實(shí)施方式進(jìn)行了闡述。以上所述的具體實(shí)施例，對本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了進(jìn)一步的詳細(xì)說明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本實(shí)用新型的具體實(shí)施例而已，并不用于限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種基于串并聯(lián)組件結(jié)構(gòu)的有源型電能質(zhì)量治理裝置，其特征是，所述有源型電能質(zhì)量治理裝置包括一控制系統(tǒng)，對電網(wǎng)進(jìn)行實(shí)施撿測；一有源串聯(lián)型電壓質(zhì)量控制單元；一有源并聯(lián)型電流質(zhì)量控制單元；其中，所述有源串聯(lián)型電壓質(zhì)量控制單元和有源并聯(lián)型電流質(zhì)量控制單元均包括直流系統(tǒng)及逆變器模塊、線路濾波模塊、保護(hù)模塊、驅(qū)動(dòng)模塊以及冷卻系統(tǒng)模塊；所述控制系統(tǒng)根據(jù)對電網(wǎng)的檢測結(jié)果，控制所述有源串聯(lián)型電壓質(zhì)量控制單元和有源并聯(lián)型電流質(zhì)量控制單元以協(xié)同方式工作。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于串并聯(lián)組件結(jié)構(gòu)的有源型電能質(zhì)量治理裝置，其特征在于所述有源串聯(lián)型電壓質(zhì)量控制單元串接在主回路中，所述有源并聯(lián)型電流質(zhì)量控制單元并接在主回路中。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于串并聯(lián)組件結(jié)構(gòu)的有源型電能質(zhì)量治理裝置，其特征在于所述有源串聯(lián)型電壓質(zhì)量控制單元通過電抗器串接在主回路中，所述有源并聯(lián)型電流質(zhì)量控制單元通過變壓器并接在主回路中。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3所述的一種基于串并聯(lián)組件結(jié)構(gòu)的有源型電能質(zhì)量治理裝置，其特征在于所述控制系統(tǒng)采用基于數(shù)字信號處理器的控制電路。
專利摘要本實(shí)用新型是一種基于串并聯(lián)組件結(jié)構(gòu)的有源型電能質(zhì)量治理裝置，包括控制系統(tǒng)，對電網(wǎng)進(jìn)行實(shí)施撿測；有源串聯(lián)型電壓質(zhì)量控制單元；有源并聯(lián)型電流質(zhì)量控制單元；其中，所述有源串聯(lián)型電壓質(zhì)量控制單元和有源并聯(lián)型電流質(zhì)量控制單元均包括直流系統(tǒng)及逆變器模塊、線路濾波模塊、保護(hù)模塊、驅(qū)動(dòng)模塊以及冷卻系統(tǒng)模塊；所述控制系統(tǒng)根據(jù)對電網(wǎng)的檢測結(jié)果，控制所述有源串聯(lián)型電壓質(zhì)量控制單元和有源并聯(lián)型電流質(zhì)量控制單元以協(xié)同方式工作。本實(shí)用新型解決諧波、無功波動(dòng)、電壓閃變、電壓驟降、三相不平衡等電能質(zhì)量問題；可以應(yīng)用于任何負(fù)載類型、1kV以下電壓等級的三相電網(wǎng)，顯著改善電能質(zhì)量。
文檔編號H02J3/26GK202103422SQ20112018083
公開日2012年1月4日 申請日期2011年5月31日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月31日
發(fā)明者劉富剛, 張昊, 張金金, 黃雙峰 申請人:北京英博新能源有限公司, 北京英博電氣股份有限公司, 廊坊英博電氣有限公司