一種用于三相電網(wǎng)的混合型有源濾波補(bǔ)償系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及新能源及節(jié)能技術(shù)領(lǐng)域，具體地，涉及一種用于三相電網(wǎng)的混合型有源濾波補(bǔ)償系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]在電力系統(tǒng)中，理想的電能應(yīng)該是完美對(duì)稱的正弦波，但是由于諸如負(fù)載存在諧波源等因素會(huì)在電路中產(chǎn)生高階諧波，使得實(shí)際電路波形偏離對(duì)稱正弦形，由此便產(chǎn)生了電能質(zhì)量的問(wèn)題。電能質(zhì)量的下降將嚴(yán)重影響供電、用電設(shè)備的安全運(yùn)行和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，因此世界各國(guó)都十分重視電能質(zhì)量的控制，并主要通過(guò)諧波治理方式消除產(chǎn)生的高階諧波，使實(shí)際電路波形對(duì)稱正弦化，從而確保較高的電能質(zhì)量。
[0003]現(xiàn)有的諧波治理方式主要有兩種:一是通過(guò)無(wú)源濾波器進(jìn)行諧波消減，二是通過(guò)有源濾波器進(jìn)行諧波補(bǔ)償。但是這兩種諧波治理方式都存在一定的局限性，例如出于經(jīng)濟(jì)和體積方面的考慮，無(wú)源濾波器的個(gè)數(shù)是有限的，對(duì)于諧波含量豐富的場(chǎng)合，其僅能對(duì)特定的諧波進(jìn)行有效消減，諧波消減的效果有限；而對(duì)于有源濾波器，雖然能夠基本克服無(wú)源濾波器的特點(diǎn)，但是由于低階諧波的幅度較大，需要實(shí)現(xiàn)大容量的諧波和無(wú)功補(bǔ)償，因此具有裝置容量大的缺點(diǎn)，這將會(huì)大幅度的增加有源濾波裝置的成本和實(shí)現(xiàn)難度。
[0004]針對(duì)上述現(xiàn)有兩種諧波治理方式的局限性，有必要綜合無(wú)源濾波器和有源濾波裝置的技術(shù)方案，提供一種新型的混合型諧波治理系統(tǒng)，可以合理分擔(dān)電網(wǎng)中的諧波治理任務(wù)，利用無(wú)源濾波器消減高幅度的低階諧波，利用有源濾波器補(bǔ)償超寬頻的高階諧波，從而可完整的對(duì)電網(wǎng)中的各種諧波進(jìn)行治理，使實(shí)際波形對(duì)稱正弦化，確保電能質(zhì)量，同時(shí)可降低有源濾波裝置的容量需求，減小所述混合型有源濾波補(bǔ)償系統(tǒng)的搭建成本。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對(duì)前述現(xiàn)有兩種諧波治理方式的局限性，本發(fā)明提供了一種用于三相電網(wǎng)的混合型有源濾波補(bǔ)償系統(tǒng)，可以合理分擔(dān)三相電網(wǎng)中的諧波治理任務(wù)，利用具有無(wú)源濾波器特點(diǎn)的低階諧振電路消減高幅度的低階諧波，利用有源濾波器補(bǔ)償超寬頻的高階諧波，從而可完整的對(duì)三相電網(wǎng)中的各種諧波進(jìn)行治理，使各個(gè)電相支路中的實(shí)際波形對(duì)稱正弦化，確保電能質(zhì)量。同時(shí)，由于低階諧振電路對(duì)低階諧波的消減作用，可大幅度地降低有源濾波裝置的容量需求，減小所述混合型有源濾波補(bǔ)償系統(tǒng)的搭建成本。
[0006]本發(fā)明采用的技術(shù)方案，提供了一種用于三相電網(wǎng)的混合型有源濾波補(bǔ)償系統(tǒng)，包括A相無(wú)源濾波電路、B相無(wú)源濾波電路、C相無(wú)源濾波電路、低階諧振電路、三相變壓器、隔直電感、三相橋式整流電路和有源濾波裝置；所述A相無(wú)源濾波電路、所述B相無(wú)源濾波電路和所述C相無(wú)源濾波電路的第一端分別連接在三相電網(wǎng)中各個(gè)對(duì)應(yīng)電相支路上，所述A相無(wú)源濾波電路、所述B相無(wú)源濾波電路和所述C相無(wú)源濾波電路的第二端分別串聯(lián)一路接地的低階諧振電路；所述三相變壓器的A相輸入端、B相輸入端和C相輸入端分別連接對(duì)應(yīng)電相無(wú)源濾波電路的第二端，所述三相變壓器的A相輸出端、B相輸出端和C相輸出端分別在串聯(lián)一隔直電感后，連接所述三相橋式整流電路的A相連接端、B相連接端和C相連接端，所述三相橋式整流電路的公共控制端連接所述有源濾波裝置的輸出端。在所述混合型有源濾波系統(tǒng)中，所述A相無(wú)源濾波電路、所述B相無(wú)源濾波電路和所述C相無(wú)源濾波電路分別用于從對(duì)應(yīng)電相支路中過(guò)濾出各種諧波，并通過(guò)各自串聯(lián)的所述低階諧振電路將具有高幅度的低階諧波以接地方式進(jìn)行消減；所述三相變壓器用于調(diào)整由各相無(wú)源濾波電路過(guò)濾出的、具有超寬頻特點(diǎn)的高階諧波幅度，并分別通過(guò)所述隔直電感將各相的高階諧波電流送入三相橋式整流電路中的對(duì)應(yīng)連接端，以便進(jìn)行對(duì)應(yīng)相的諧波補(bǔ)償；所述有源濾波裝置用于根據(jù)各相電路中的電壓/電流參數(shù)和在所述三相橋式整流電路中各相連接端輸入的高階諧波電流參數(shù)，生成控制所述三相橋式整流電路產(chǎn)生對(duì)應(yīng)補(bǔ)償電流的開(kāi)關(guān)信號(hào)；所述三相橋式整流電路用于在所述開(kāi)關(guān)信號(hào)的控制下，根據(jù)PffM技術(shù)的原理，針對(duì)各相連接端輸入的高階諧波電流，產(chǎn)生對(duì)應(yīng)大小、方向相反的諧波電流，從而補(bǔ)償對(duì)應(yīng)的高階諧波電流。因此通過(guò)所述混合型有源濾波補(bǔ)償系統(tǒng)，可以合理分擔(dān)三相電網(wǎng)中的諧波治理任務(wù)，利用具有無(wú)源濾波器特點(diǎn)的低階諧振電路消減高幅度的低階諧波，利用有源濾波器補(bǔ)償超寬頻的高階諧波，從而可完整的對(duì)三相電網(wǎng)中的各種諧波進(jìn)行治理，使各個(gè)電相支路中的實(shí)際波形對(duì)稱正弦化，確保電能質(zhì)量。同時(shí)，由于低階諧振電路對(duì)低階諧波的消減作用，可大幅度地降低有源濾波裝置的容量需求，減小所述混合型有源濾波補(bǔ)償系統(tǒng)的搭建成本。此夕卜，還可實(shí)現(xiàn)無(wú)功功率的連續(xù)、快速、同步補(bǔ)償、濾波、平衡三相負(fù)載、消除電壓閃變和電壓波動(dòng)等功能的一體化集合，提升所述混合型有源濾波補(bǔ)償系統(tǒng)的性價(jià)比。
[0007]具體的，所述三相橋式整流電路包括第一二極管、第二二極管、第三二極管、第四二極管、第五二極管、第六二極管和電容；所述三相橋式整流電路的A相連接端分別連接所述第一二極管的陽(yáng)極和所述第二二極管的陰極，所述三相橋式整流電路的B相連接端分別連接所述第三二極管的陽(yáng)極和所述第四二極管的陰極，所述三相橋式整流電路的C相連接端分別連接所述第五二極管的陽(yáng)極和所述第六二極管的陰極，所述電容的一端同時(shí)連接所述第一二極管、所述第三二極管和所述第五二極管的陰極，所述電容的另一端同時(shí)連接所述第二二極管、所述第四二極管、所述第六二極管的陽(yáng)極和所述三相橋式整流電路的公共控制端。針對(duì)各個(gè)電相，均設(shè)置有由兩個(gè)二極管構(gòu)成的上下橋臂，從而可在對(duì)應(yīng)相開(kāi)關(guān)信號(hào)的反接作用下，得到與其連接端輸入的高階諧波電流對(duì)應(yīng)的、具有對(duì)應(yīng)大小和方向相反的諧波電流，從而達(dá)到補(bǔ)償目的。
[0008]進(jìn)一步具體的，在所述三相橋式整流電路中，每個(gè)二極管的兩極之間并聯(lián)有一個(gè)放大電路。所述放大電路用于放大產(chǎn)生的補(bǔ)償電流，使其能夠與在對(duì)應(yīng)相連接端輸入的高階諧波電流大小一致。詳細(xì)的，所述放大電路為三極管放大電路或場(chǎng)效應(yīng)管放大電路。
[0009]具體的，所述A相無(wú)源濾波電路、B相無(wú)源濾波電路和C相無(wú)源濾波電路同時(shí)包括呈并聯(lián)狀態(tài)的5次單調(diào)諧濾波電路、7次單調(diào)諧濾波電路和高通濾波電路。
[0010]進(jìn)一步具體的，所述5次單調(diào)諧濾波電路或所述7次單調(diào)諧濾波電路由一個(gè)電感串聯(lián)一個(gè)電容組成。
[0011]進(jìn)一步具體的，所述高通濾波電路由一個(gè)電感并聯(lián)一個(gè)電阻，再串聯(lián)一個(gè)電容組成。
[0012]具體的，所述低階諧振電路由一個(gè)電感組成或由一個(gè)電感串聯(lián)一個(gè)電阻組成。
[0013]具體的，所述有源濾波裝置采用型號(hào)為xyDSTATCOM的靜止型同步補(bǔ)償裝置。
[0014]綜上，采用本發(fā)明所提供的一種用于三相電網(wǎng)的混合型有源濾波補(bǔ)償系統(tǒng)，具有如下有益效果:(1)可以合理分擔(dān)三相電網(wǎng)中的諧波治理任務(wù)，利用具有無(wú)源濾波器特點(diǎn)的低階諧振電路消減高幅度的低階諧波，利用有源濾波器補(bǔ)償超寬頻的高階諧波，從而可完整的對(duì)三相電網(wǎng)中的各種諧波進(jìn)行治理，使各個(gè)電相支路中的實(shí)際波形對(duì)稱正弦化，確保電能質(zhì)量；(2)由于低階諧振電路對(duì)低階諧波的消減作用，可大幅度地降低有源濾波裝置的容量需求，減小所述混合型有源濾波補(bǔ)償系統(tǒng)的搭建成本；(3)可實(shí)現(xiàn)無(wú)功功率的連續(xù)、快速、同步補(bǔ)償、濾波、平衡三相負(fù)載、消除電壓閃變和電壓波動(dòng)等功能的一體化集合，提升所述混合型有源濾波補(bǔ)償系統(tǒng)的性價(jià)比。
【附圖說(shuō)明】
[0015]為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0016]圖1是本發(fā)明提供的用于三相電網(wǎng)的混合型有源濾波補(bǔ)償系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖2是本發(fā)明提供的用于三相電網(wǎng)的混合型有源濾波補(bǔ)償系統(tǒng)中無(wú)源濾波電路的電路圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018]以下將參照附圖，通過(guò)實(shí)施例方式詳細(xì)地描述本發(fā)明提供的用于三相電網(wǎng)的混合型有源濾波補(bǔ)償系統(tǒng)。在此需要說(shuō)明的是，對(duì)于這些實(shí)施例方式的說(shuō)明用于幫助理解本發(fā)明，但并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的限定。
[0019]本文中描述的各種技術(shù)可以用于但不限于新能源及節(jié)能技術(shù)領(lǐng)域，還可以用于其它類似領(lǐng)域。
[0020]本文中術(shù)語(yǔ)“和/或”，僅僅是一種描述關(guān)聯(lián)對(duì)象的關(guān)聯(lián)關(guān)系，表示可以存在三種關(guān)系，例如，A和/或B，可以表示:單獨(dú)存在A，單獨(dú)存在B，同時(shí)存在A和B三種情況，本文中術(shù)語(yǔ)“/和”是描述另一種關(guān)聯(lián)對(duì)象關(guān)系，表示可以存在兩種關(guān)系，例如，A/和B，可以表示:單獨(dú)存在A，單獨(dú)存在A和B兩種情況，另外，本文中字符“/”，一般表示前后關(guān)聯(lián)對(duì)象是一種“或”關(guān)系。
實(shí)施例一
[0021]圖1示出了本發(fā)明提供的用于三相電網(wǎng)的混合型有源濾波補(bǔ)償系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖，圖2示出了本發(fā)明提供的用于三相電網(wǎng)的混合型有源濾波補(bǔ)償系統(tǒng)中無(wú)源濾波電路的電路圖。所述用于三相電網(wǎng)的混合型有源濾波補(bǔ)償系統(tǒng)，其特征在于，包括A相無(wú)源濾波電路、B相無(wú)源濾波電路、C相無(wú)源濾波電路、低階諧振電路、三相變壓器Tl、隔直電感、三相橋式整流電路和有源濾波裝置；所述A相無(wú)源濾波電路、所述B相無(wú)源濾波電路和所述C相無(wú)源濾波電路的第一端分別連接在三相電網(wǎng)中各個(gè)對(duì)應(yīng)電相支路上，所述A相無(wú)源濾波電路、所述B相無(wú)源濾波電路和所述C相無(wú)源濾波電路的第二端分別串聯(lián)一路接地的低階諧振電路；所述三相變壓器Tl的A相輸入端、B相輸入端和C相輸入端分別連接對(duì)應(yīng)電相無(wú)源濾波電路的第二端，所述三相變壓器Tl的A相輸出端、B相輸出端和C相輸出端分別在串聯(lián)一隔直電感后，連接所述三相橋式整流電路的A相連接端、B相連接端和C相連接端，所述三相橋式整流電路的公共控制端連接所述有源濾波裝置的輸出端。
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