專利名稱：一種35kV并聯(lián)混合型電網(wǎng)諧波有源濾波成套裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及ー種電網(wǎng)諧波有源濾波裝置，具體是ー種35kV并聯(lián)混合型電網(wǎng)諧波有源濾波成套裝置。
背景技術(shù)：
隨著現(xiàn)代エ業(yè)的發(fā)展，由于電カ電子裝置的大量應(yīng)用，エ業(yè)電網(wǎng)中非線性負(fù)載越來越多，嚴(yán)重影響了エ業(yè)用電的質(zhì)量；另一方面企業(yè)對用電質(zhì)量要求越來越高。這二者形成嚴(yán)重的矛盾，使得諧波問題引起人們越來越多的關(guān)注。目前在治理諧波的措施中，主要的解決方法是裝設(shè)電カ濾波器，包括無源電カ濾 波器和有源電カ濾波器兩種。目前廣泛應(yīng)用的是無源電カ濾波器，它利用電感、電容元件對某次諧波諧振的特性，在阻抗分流回路中形成低阻抗支路，減小流向電網(wǎng)的諧波電流。無源電カ濾波器雖然成本低、技術(shù)成熟，可補(bǔ)償無功功率，但其只能濾除特定次頻率諧波且受濾波器參數(shù)影響較大，而且可能與系統(tǒng)阻抗發(fā)生串聯(lián)或并聯(lián)諧振，從而使裝置無法正常運(yùn)行。有源電カ濾波器是通過向電網(wǎng)注入一定補(bǔ)償電流來抵消負(fù)載所產(chǎn)生的諧波電流的主動式濾波裝置，其應(yīng)用可克服LC無源電力濾波器等傳統(tǒng)的諧波抑制方法的缺點(diǎn)，既可補(bǔ)償非線性負(fù)荷產(chǎn)生的高次諧波，又能自動適應(yīng)電網(wǎng)阻抗和頻率的快速變化，并且具有高可控性和快速響應(yīng)性。単獨(dú)使用的有源電カ濾波器APF因其成本過高且自關(guān)斷器件的容量有限，很難應(yīng)用到高壓系統(tǒng)中。近年來，結(jié)合無源電カ濾波器和有源電カ濾波器優(yōu)點(diǎn)的混合型有源電カ濾波器成為研究的熱點(diǎn)話題。在這種電力濾波器中，無源電力濾波器承擔(dān)大部分的諧波濾除工作，而讓有源電カ濾波器濾除變化較快的部分諧波并有效抑制無源電力濾波器跟電網(wǎng)之間的諧振?；旌闲陀性措姤珵V波器取兩者之長，避免它們的短處，是當(dāng)前中、高電壓大功率有源電カ濾波器的必然途徑。

實(shí)用新型內(nèi)容為了解決工程上有源電カ濾波器難以應(yīng)用到中、高壓系統(tǒng)中的問題，本實(shí)用新型提供了ー種適用于35kV電網(wǎng)的并聯(lián)混合型電網(wǎng)諧波有源濾波成套裝置，它能顯著的降低有源逆變器部分承受的基波電壓，降低有源電カ濾波器APF的容量，從而使有源電カ濾波器APF可以很好的應(yīng)用到電網(wǎng)變電站的35kV高壓系統(tǒng)中，并具有很好的補(bǔ)償效果。本實(shí)用新型解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案是ー種35kV并聯(lián)混合型電網(wǎng)諧波有源濾波成套裝置，該裝置包括有無源電カ濾波器和有源電カ濾波器兩大部分；無源電カ濾波器由η個(gè)無源電カ濾波器組構(gòu)成，有源電カ濾波器由DSP控制器、逆變器和電感Ltl構(gòu)成；I.整個(gè)成套裝置設(shè)有35kV電源Us、系統(tǒng)阻抗Zs、非線性負(fù)載、η個(gè)無源電カ濾波器組、耦合變壓器、附加電感La、電感U、逆變器和DSP控制器；其中η個(gè)無源電カ濾波器組由第一個(gè)無源電カ濾波器組 第η個(gè)無源電カ濾波器組構(gòu)成，每ー個(gè)無源電力濾波器組設(shè)有電感L和電容C ;2.各部件的連接關(guān)系 每ー個(gè)無源電カ濾波器組的電感L和電容C串聯(lián)；35kV電源Us的A、B、C三相分別與系統(tǒng)阻抗Zs串聯(lián)后依次與第一個(gè)無源電カ濾波器組 第η個(gè)無源電カ濾波器組的電容C1 電容Cn連接；耦合變壓器的原邊與第一個(gè)無源電カ濾波器組的電感L1串聯(lián)；耦合變壓器的副邊與附加電感La并聯(lián)后與電感Ltl連接；電感Ltl與逆變器連接；DSP控制器與逆變器控制管角連接；最后35kV電源Us的A、B、C三相與非線性負(fù)載串聯(lián)。本實(shí)用新型的有益效果是I)本實(shí)用新型有源逆變器部分承受的基波電壓很低，降低了有源電カ濾波器APF的容量，從而降低了整套補(bǔ)償裝置的成本。2)當(dāng)有源電カ濾波器過電流或故障時(shí)，借助于快速熔斷器，有源電カ濾波器APF可以迅速脫離整個(gè)濾波系統(tǒng)，而零偏無源電カ濾波器和附加電感La組成的濾波系統(tǒng)還可以正常工作，不至于對電網(wǎng)造成大的沖擊，具有很好的實(shí)用價(jià)值。

圖I為本實(shí)用新型電路結(jié)構(gòu)示意圖。圖中35kV電源usl，系統(tǒng)阻抗Zs2，非線性負(fù)載3，第一個(gè)無源電カ濾波器組4，第一個(gè)無源電カ濾波器組的電感電容參數(shù)為L1. C1，第二個(gè)無源電カ濾波器組5，第二個(gè)無源電カ濾波器組的電感電容參數(shù)為L2X2，第η個(gè)無源電カ濾波器組6，第η個(gè)無源電カ濾波器組的電感電容參數(shù)為Ln、Cn，，電感Ltl 7，逆變器8，耦合變壓器9，附加電感La 10，DSP控制器11。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型的工作原理是附加電感し的基波阻抗與串聯(lián)的ー組無源電カ濾波器的基波阻抗相比很小，從而顯著降低有源逆變器部分承受的基波電壓，降低有源電カ濾波器APF的容量。耦合變壓器起到隔離、匹配逆變器的電壓電流容量的作用。諧波和無功功率主要由無源電カ濾波器補(bǔ)償，而有源電カ濾波器的作用是改善無源電力濾波器的濾波特性和抑制電網(wǎng)與無源電力濾波器之間可能發(fā)生的諧振。
以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型作進(jìn)ー步的說明。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)如圖I所示，本實(shí)用新型的整個(gè)裝置設(shè)有35kV電源usl，系統(tǒng)阻抗Zs2，非線性負(fù)載3，η個(gè)無源電カ濾波器組，第一個(gè)無源電カ濾波器組4、第二個(gè)無源電カ濾波器組5，第η個(gè)無源電カ濾波器組6，耦合變壓器9，附加電感La 10，電感Ltl 7，逆變器8和DSP控制器17。其中每ー個(gè)無源電カ濾波器組設(shè)有電感。、[0026]2.各部件的連接關(guān)系I)每ー個(gè)無源電カ濾波器組，如第一個(gè)無源電カ濾波器組4的電感L1與電容C1連接。[0028]2)35kV電源UsI的A、B、C三相分別與系統(tǒng)阻抗Zs 2串聯(lián)后依次與第一個(gè)無源電カ濾波器組4、第二個(gè)無源電カ濾波器組5 第η個(gè)無源電カ濾波器組6的電容C1、電容C2 電容Cn連接；3)耦合變壓器9的原邊與第一個(gè)無源電カ濾波器組4的電容C1連接，耦合變壓器
9的副邊與附加電感La 10并聯(lián)后與電感Ltl 7連接。4)電感Ltl 7與逆變器8串聯(lián)；DSP控制器11與逆變器8的控制管角連接。附加電感La的基波阻抗與串聯(lián)的ー組無源電カ濾波器的基波阻抗相比很小，從而降低有源逆變器部分承受的基波電壓，降低有源電カ濾波器的容量。耦合變壓器起到隔離、匹配逆變器的電壓電流容量的作用。有源電カ濾波器被控制為ー個(gè)諧波電流源。因此，基波無功電流被強(qiáng)迫流過附加電感La，有源電カ濾波器APF中只流過諧波電流。 除了與附加電感La串聯(lián)的那組無源電カ濾波器被配置為純調(diào)諧外，其余各組無源電カ濾波器的電感應(yīng)有3% 5%的偏諧，以消除電網(wǎng)背景諧波電壓對無源電カ濾波器的不利影響。諧波和無功功率主要由無源電カ濾波器補(bǔ)償，而有源電カ濾波器的作用是改善無源電カ濾波器的濾波特性和抑制電網(wǎng)與無源電カ濾波器之間可能發(fā)生的諧振。DSP控制器檢測逆變器的輸出電流ia、ib、i。和逆變器直流側(cè)電壓ud。，通過控制逆變器的大功率智能驅(qū)動模塊的開通和關(guān)斷，實(shí)現(xiàn)逆變器直流側(cè)電壓的穩(wěn)定和逆變器輸出電流的跟蹤控制。當(dāng)有源電カ濾波器的逆變器輸出電流過電流或逆變器故障時(shí)，借助于快速熔斷器，有源電カ濾波器可以迅速脫離整個(gè)濾波系統(tǒng)，而純調(diào)諧無源電カ濾波器和附加電感La組成的濾波系統(tǒng)還可以正常工作，不至于對電網(wǎng)造成大的沖擊。
權(quán)利要求1.一種35kV并聯(lián)混合型電網(wǎng)諧波有源濾波成套裝置，其特征在于，該裝置包括有無源電力濾波器和有源電力濾波器兩大部分；無源電力濾波器由η個(gè)無源電力濾波器構(gòu)成，有源電力濾波器由DSP控制器、逆變器和電感Ltl構(gòu)成； 1)整個(gè)成套裝置設(shè)有35kV電源Us、系統(tǒng)阻抗Zs、非線性負(fù)載、η個(gè)無源電力濾波器組、耦合變壓器、附加電感La、電感U、逆變器和DSP控制器；其中η個(gè)無源電力濾波器組由第一個(gè)無源電力濾波器組 第η個(gè)無源電力濾波器組構(gòu)成，每一個(gè)無源電力濾波器組設(shè)有電感L和電容C ; 2)各部件的連接關(guān)系 每一個(gè)無源電力濾波器組的電感L和電容C串聯(lián)； 35kV電源us的A、B、C三相分別與系統(tǒng)阻抗Zs串聯(lián)后依次與第一個(gè)無源電力濾波器組 第η個(gè)無源電力濾波器組的電容C1 電容Cn連接； 耦合變壓器的原邊與第一個(gè)無源電力濾波器組的電感L1串聯(lián)； 耦合變壓器的副邊與附加電感La并聯(lián)后與電感Ltl連接； 電感Ltl與逆變器連接；DSP控制器與逆變器控制管角連接； 最后35kV電源Us的A、B、C三相與非線性負(fù)載串聯(lián)。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種35kV并聯(lián)混合型電網(wǎng)諧波有源濾波成套裝置。該裝置包括有無源電力濾波器和有源電力濾波器兩大部分；無源電力濾波器由n個(gè)無源電力濾波器構(gòu)成，有源電力濾波器由DSP控制器、逆變器和電感L0構(gòu)成。整個(gè)成套裝置設(shè)有35kV電源us、系統(tǒng)阻抗Zs、非線性負(fù)載、n個(gè)無源電力濾波器組、耦合變壓器、附加電感La、電感L0、逆變器和DSP控制器；其中n個(gè)無源電力濾波器組由第一個(gè)無源電力濾波器組～第n個(gè)無源電力濾波器組構(gòu)成，每一個(gè)無源電力濾波器組設(shè)有電感L和電容C。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是能顯著的降低有源逆變器部分承受的基波電壓，降低有源電力濾波器APF的容量，從而使有源電力濾波器APF可以很好的應(yīng)用到電網(wǎng)變電站的35kV高壓系統(tǒng)中，并具有很好的補(bǔ)償效果。
文檔編號H02J3/01GK202384762SQ20112027960
公開日2012年8月15日 申請日期2011年8月3日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月3日
發(fā)明者侯桂兵, 劉路, 劉鵬, 周一勇, 周柯, 孫娟, 寧文輝, 楚紅波, 王凱, 王剛, 王逸超, 羅安, 覃奇, 謝寧, 鄧才波, 高立克 申請人:廣西電網(wǎng)公司電力科學(xué)研究院, 廣西電網(wǎng)公司百色供電局, 湖南大學(xué)