本發(fā)明涉及電網(wǎng)供電領域，特別涉及一種電能質(zhì)量治理裝置。

背景技術：

由于各種非線性用電負載數(shù)量的增加，電網(wǎng)中單相負荷和三相不平衡負荷容量的增大，目前電網(wǎng)的質(zhì)量越來越低。在現(xiàn)代電力系統(tǒng)中，三相不平衡，諧波產(chǎn)生的電壓波形畸變，已成為最重要的電能質(zhì)量問題。針對上述問題的解決方案也越來越多，包括各種有源/無源濾波器，無功補償裝置，三相不平衡補償裝置。其根本原理是利用現(xiàn)代電力電子技術，對影響電網(wǎng)的各種因素進行動態(tài)/靜態(tài)補償。

隨著電能質(zhì)量問題的日益突出，對電能質(zhì)量產(chǎn)品的需求越來越大。在大功率領域，雖然有單臺電能質(zhì)量產(chǎn)品，例如，svg(staticvargenerator，靜止無功發(fā)生器)，apf(activepowerfilter，有源電力濾波器)，三相不平衡治理裝置，但電網(wǎng)中很少只會發(fā)生一種問題，更多的是諧波、無功分量、三相不平衡，都會不同程度的存在，為此要同時解決所有問題需要同時購買三種電能質(zhì)量治理裝置，成本較高，所以亟需進行技術創(chuàng)新，對電能質(zhì)量治理產(chǎn)品進行優(yōu)化設計，降低成本。

技術實現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種電能質(zhì)量治理裝置，以降低成本，提高電能質(zhì)量治理效率。其具體方案如下：

一種電能質(zhì)量治理裝置，其特征在于，包括：

采樣模塊，用于獲取電網(wǎng)電壓信號和電流信號；

第一運算模塊，用于利用所述電流信號，獲得諧波電流；

第二運算模塊，用于利用所述電流信號，分離出不平衡電流的各序分量；

第三運算模塊，用于利用利用所述電壓信號中的電壓相位和所述電流信號中的電流相位，計算出無功功率缺口；

控制模塊，用于利用所述諧波電流和/或所述各序分量和/或所述無功功率缺口，得到補償方案，利用所述補償方案，生成控制信號；

功率模塊，用于利用所述控制信號，分別對所述電壓信號和/或所述電流信號進行補償。

優(yōu)選的，所述第一運算模塊，具體用于對采集的所述電流信號進行傅里葉分解，提取諧波電流。

優(yōu)選的，所述第二運算模塊，具體用于從所述電流信號中分離出不平衡電流的正序分量、負序分量和零序分量。

優(yōu)選的，所述第三運算模塊，具體用于利用所述電壓相位和所述電流相位和瞬時無功理論，計算出無功功率缺口。

優(yōu)選的，還包括：

通訊接口模塊，用于建立與上位機的連接，以實現(xiàn)通過所述上位機對所述電能質(zhì)量治理裝置進行控制。

優(yōu)選的，所述控制信號為svpwm控制信號。

優(yōu)選的，所述功率模塊為二極管鉗位三電平逆變電路。

優(yōu)選的，所述功率模塊還包括lcl濾波器。

優(yōu)選的，所述二極管鉗位三電平逆變電路采用絕緣柵雙極型晶體管作為開關器件。

優(yōu)選的，所述控制模塊，具體用于，預設補償內(nèi)容，利用所述補償內(nèi)容和所述諧波電流和/或所述各序分量和/或所述電壓相位和所述電流相位，得到補償方案，利用所述補償方案，生成控制信號。

本發(fā)明中，電能質(zhì)量治理裝置，包括：采樣模塊，用于獲取電網(wǎng)電壓信號和電流信號；第一運算模塊，用于利用電流信號，獲得諧波電流；第二運算模塊，用于利用電流信號，分離出不平衡電流的各序分量；第三運算模塊，用于利用電壓信號中的電壓相位和電流信號中的電流相位，計算出無功功率缺口；控制模塊，用于利用諧波電流和/或各序分量和/或無功功率，得到補償方案，利用補償方案，生成控制信號；功率模塊，用于利用控制信號，分別對電壓信號和/或電流信號進行補償?？梢?，本發(fā)明通過第一運算模塊、第二運算模塊和第三運算模塊，分別對采集模塊采集到的電壓信號和電流信號，進行分析，得到諧波電流和/或各序分量和/或電壓相位和電流相位，再經(jīng)由控制模塊利用諧波電流和/或各序分量和/或電壓相位和電流相位，生成補償方案，功率模塊利用補償方案最終完成對電網(wǎng)電能質(zhì)量的治理，實現(xiàn)了單機對無功、諧波和不平衡三種問題的治理，節(jié)約了用戶的投資成本，保證了電網(wǎng)的電能質(zhì)量。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術中的技術方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)提供的附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明實施例公開的一種電能治理裝置結構示意圖；

圖2為本發(fā)明實施例公開的另一種電能治理裝置結構示意圖。

具體實施方式

下面將結合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

本發(fā)明實施例公開了一種電能質(zhì)量治理裝置，參見圖1所示，該裝置包括：

采樣模塊11，用于獲取電網(wǎng)電壓信號和電流信號。

具體的，采樣模塊11從電網(wǎng)的三相中，分別采集電網(wǎng)三相的電壓信號和電流信號，并將電壓信號和電流信號發(fā)送至運算模塊，以供運算模塊進行分析和計算。

第一運算模塊12，用于利用電流信號，獲得諧波電流；

第二運算模塊13，用于利用電流信號，分離出不平衡電流的各序分量；

第三運算模塊14，用于利用電壓信號和電流信號，計算出電壓相位和電流相位；

可以理解的是，根據(jù)采集模塊采集到的電流信號和電壓信號，第一運算模塊12、第二運算模塊13和第三運算模塊14不一定同時運行，只有當各運算模塊利用電流信號和電壓信號，判斷出現(xiàn)與其功能相應的問題，相應的模塊才利用電流信號和/或電壓信號進行運算，得到相應的計算結果。

控制模塊15，用于利用諧波電流和/或各序分量和/或電壓相位和電流相位，得到補償方案，利用補償方案，生成控制信號。

具體的，控制模塊15接收第一運算模塊12和/或第二運算模塊13和/或第三運算模塊14的諧波電流和/或各序分量和/或電壓相位和電流相位，從而生成相應的補償方案，以治理電路的電能質(zhì)量問題。

功率模塊16，用于利用控制信號，分別對電壓信號和/或電流信號進行補償。

具體的，利用控制信號控制功率模塊16中的電路輸出相應的補償電壓信號和/或補償電流信號以對電網(wǎng)中的電壓信號和/或電流信號進行補償，保證電網(wǎng)的穩(wěn)定運行，提高電網(wǎng)的電能質(zhì)量。

可見，本發(fā)明通過第一運算模塊12、第二運算模塊13和第三運算模塊14，分別對采集模塊采集到的電壓信號和電流信號，進行分析，得到諧波電流和/或各序分量和/或電壓相位和電流相位，再經(jīng)由控制模塊15利用諧波電流和/或各序分量和/或電壓相位和電流相位，生成補償方案，功率模塊16利用補償方案最終完成對電網(wǎng)電能質(zhì)量的治理，實現(xiàn)了單機對無功、諧波和不平衡三種問題的治理，節(jié)約了用戶的投資成本，保證了電網(wǎng)的電能質(zhì)量。

本發(fā)明實施例公開了一種具體的電能質(zhì)量治理裝置，相對于上一實施例，本實施例對技術方案作了進一步的說明和優(yōu)化。具體的：

本發(fā)明實施例中，上述第一運算模塊22，還可以具體用于對采集的電流信號進行傅里葉分解，提取諧波電流。

上述第二運算模塊23，還可以具體用于從電流信號中分離出不平衡電流的正序分量、負序分量和零序分量。

上述第三運算模塊24，還可以具體用于利用電壓信號中的電壓相位、電流信號中的電流相位和瞬時無功理論，計算出無功功率缺口。

本發(fā)明實施例中，上述功率模塊26可以具體為二極管鉗位三電平逆變電路，以實現(xiàn)對電網(wǎng)的電壓信號和/或電流信號的補償。

其中，二極管鉗位三電平逆變電路中的開關器件可以為絕緣柵雙極型晶體管，同時，還可以包括lcl濾波器，以去除在輸出無功諧波電流的情況下，不會引入高頻絕緣柵雙極型晶體管開關帶來的諧波干擾，并且適用于任何現(xiàn)場電網(wǎng)系統(tǒng)阻抗，不會發(fā)生諧振。

可以理解的是，為更好的功率模塊26運行，可以采用svpwm控制信號驅(qū)動功率模塊26。

在實際應用中，為提高裝置的利用率，可以預設補償內(nèi)容，利用補償內(nèi)容和諧波電流和/或各序分量和/或電壓相位和電流相位，得到補償方案，利用補償方案，生成控制信號。

具體的，通過預設補償內(nèi)容，可以對指定的情況進行補償，而無視一些小范圍的波動，以使控制模塊25和功率模塊26能對其他問題進行補償，例如，在六脈波整流電路中主要諧波為第5次和第7次，可以針對第5次和第7次諧波專門進行補償，剩余容量可以補償無功功率及不平衡電流。

本發(fā)明實施例中，還可以包括：

通訊接口模塊27，用于建立與上位機的連接，以實現(xiàn)通過上位機對電能質(zhì)量治理裝置進行控制。

具體的，為了方便用戶對電能質(zhì)量治理裝置進行修改和設定，添加通訊接口模塊27，使用戶通過對上位機進行操作，并輸出指令，利用通訊接口模塊27輸入到電能質(zhì)量治理裝置中，使電能質(zhì)量治理裝置進行相應的修改。

其中，在多臺并聯(lián)時，根據(jù)上位機調(diào)度命令，自動調(diào)節(jié)相應功能的輸出比例，達到統(tǒng)一監(jiān)控，統(tǒng)一協(xié)調(diào)的目的。在單臺運行時，亦可自動跟蹤負載的各功能所需補償比例，自動調(diào)節(jié)輸出，達到最好的補償效果。

最后，還需要說明的是，在本文中，諸如第一和第二等之類的關系術語僅僅用來將一個實體或者操作與另一個實體或操作區(qū)分開來，而不一定要求或者暗示這些實體或操作之間存在任何這種實際的關系或者順序。而且，術語“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過程、方法、物品或者設備不僅包括那些要素，而且還包括沒有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過程、方法、物品或者設備所固有的要素。在沒有更多限制的情況下，由語句“包括一個……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的過程、方法、物品或者設備中還存在另外的相同要素。

以上對本發(fā)明所提供的電能質(zhì)量治理裝置進行了詳細介紹，本文中應用了具體個例對本發(fā)明的原理及實施方式進行了闡述，以上實施例的說明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想；同時，對于本領域的一般技術人員，依據(jù)本發(fā)明的思想，在具體實施方式及應用范圍上均會有改變之處，綜上所述，本說明書內(nèi)容不應理解為對本發(fā)明的限制。