一種電網(wǎng)無(wú)功功率及電壓補(bǔ)償裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種電力系統(tǒng)無(wú)功補(bǔ)償裝置，尤其是涉及一種電網(wǎng)無(wú)功功率及電壓補(bǔ)償裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]在高壓系統(tǒng)中，當(dāng)出現(xiàn)短路或者斷路、負(fù)荷快速波動(dòng)造成電壓瞬間降低的情況時(shí)，電力補(bǔ)償設(shè)備應(yīng)當(dāng)迅速向電網(wǎng)提供一定容量的無(wú)功支撐以便幫助電網(wǎng)電壓的恢復(fù)，減輕由于電壓?jiǎn)栴}造成發(fā)電機(jī)解列失控，用電設(shè)備損壞的現(xiàn)象。
[0003]授權(quán)公告號(hào)為CN 202268706 U的中國(guó)專利公開(kāi)了一種采用并聯(lián)H橋結(jié)構(gòu)的諧波源裝置，該裝置包括諧波源、回饋環(huán)節(jié)、中間直流環(huán)節(jié)、控制終端、第一 LCL濾波環(huán)節(jié)和第二LCL濾波環(huán)節(jié)；諧波源和回饋環(huán)節(jié)由三個(gè)并聯(lián)的H橋構(gòu)成，中間直流環(huán)節(jié)由三個(gè)相同大小的電容并聯(lián)而成，控制終端采用DSP控制器實(shí)現(xiàn)，可控制諧波源部分產(chǎn)生電流擾動(dòng)，諧波源和回饋環(huán)節(jié)通過(guò)中間直流環(huán)節(jié)相級(jí)聯(lián)，組成AC-DC-AC結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)能量回饋。一般情況下，在電網(wǎng)電壓波動(dòng)不是非常大時(shí)，電容器組可以為系統(tǒng)提供一定的無(wú)功功率，從而能夠穩(wěn)定電網(wǎng)電壓。而當(dāng)電網(wǎng)電壓波動(dòng)較大或者迅速降低時(shí)，由于電容器的補(bǔ)償容量與電壓的平方成正比，因此，當(dāng)電壓迅速降低時(shí)，由于該裝置由于H橋個(gè)數(shù)及容量限制，電容器補(bǔ)償容量也會(huì)大打折扣，起不到很明顯的效果。
【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大容量，且能根據(jù)電網(wǎng)電壓動(dòng)態(tài)作出相應(yīng)調(diào)節(jié)動(dòng)作的電網(wǎng)無(wú)功功率及電壓補(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]—種電網(wǎng)無(wú)功功率及電壓補(bǔ)償裝置，其特征在于，該裝置包括、諧波電流檢測(cè)模塊和補(bǔ)償控制模塊，所述的諧波電流檢測(cè)模塊分別與三相級(jí)聯(lián)H橋和補(bǔ)償控制模塊連接。
[0007]所述的諧波電流檢測(cè)模塊包括測(cè)量單元、鎖相環(huán)、正序余弦發(fā)生電路和計(jì)算單元，所述的測(cè)量單元測(cè)量電網(wǎng)三相電壓和三相電流，并與鎖相環(huán)、計(jì)算單元和補(bǔ)償控制模塊連接，所述的鎖相環(huán)與正序余弦發(fā)生電路連接，所述的計(jì)算單元與正序余弦發(fā)生電路和補(bǔ)償控制模塊連接。
[0008]所述的測(cè)量單元包括電壓傳感器和電流傳感器。
[0009]所述的計(jì)算單元包括低通濾波器和與其連接的DSP芯片。
[0010]所述的補(bǔ)償控制模塊包括電壓比較電路及與其連接的PffM控制器，所述的電壓比較電路與諧波電流檢測(cè)模塊連接，所述的PWM控制器與三相級(jí)聯(lián)H橋中的功率開(kāi)關(guān)器件連接。
[0011]所述的三相級(jí)聯(lián)H橋每相由多個(gè)H橋單元串聯(lián)而成。
[0012]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0013](I)級(jí)聯(lián)H橋每相由多個(gè)H橋單元串聯(lián)而成，串聯(lián)個(gè)數(shù)越多，并網(wǎng)電壓越高，電平數(shù)越多，很容易實(shí)現(xiàn)中高壓和大容量輸出，且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，適應(yīng)性強(qiáng)。
[0014](2)本裝置諧波電流檢測(cè)模塊不斷檢測(cè)系統(tǒng)諧波電流和電網(wǎng)電壓，且設(shè)有鎖相環(huán)，諧波和無(wú)功電流檢測(cè)更精確，當(dāng)三相電壓不對(duì)稱時(shí)，對(duì)基波電流檢測(cè)沒(méi)有誤差，從而更達(dá)到無(wú)功補(bǔ)償目的；通過(guò)電壓比較，判斷電網(wǎng)電壓狀態(tài)，控制裝置進(jìn)行諧波補(bǔ)償或停止諧波補(bǔ)償，全力發(fā)出無(wú)功，是電網(wǎng)電壓維持在設(shè)定值范圍以內(nèi)。
[0015](3)計(jì)算單元中設(shè)有低通濾波器，濾除影響較小的高頻分量，減少計(jì)算量。
[0016](4)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低。
【附圖說(shuō)明】
[0017]圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖2為本實(shí)用新型諧波電流檢測(cè)模塊和補(bǔ)償控制模塊連接示意圖；
[0019]圖3為本實(shí)用新型裝置一個(gè)周期內(nèi)無(wú)功及電壓補(bǔ)償過(guò)程示意圖；
[0020]附圖標(biāo)記:1為三相級(jí)聯(lián)H橋，11為H橋單元，2為諧波電流檢測(cè)模塊，21為測(cè)量單元，22為鎖相環(huán)，23為正序余弦發(fā)生電路，24為計(jì)算單元，3為補(bǔ)償控制模塊，31為電壓比較電路，32為PffM控制器。
【具體實(shí)施方式】
[0021]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。
[0022]實(shí)施例
[0023]圖1為本實(shí)用新型電網(wǎng)無(wú)功功率及電壓補(bǔ)償裝置結(jié)構(gòu)示意圖，本裝置包括三相級(jí)聯(lián)H橋1、諧波電流檢測(cè)模塊2和補(bǔ)償控制模塊3，其中諧波電流檢測(cè)模塊2分別與三相級(jí)聯(lián)H橋I和補(bǔ)償控制模塊3連接，三相級(jí)聯(lián)H橋I每相由多個(gè)H橋單元11串聯(lián)而成。
[0024]圖2為本實(shí)用新型諧波電流檢測(cè)模塊和補(bǔ)償控制模塊連接示意圖，諧波電流檢測(cè)模塊2包括測(cè)量單元21、鎖相環(huán)22、正序余弦發(fā)生電路23和計(jì)算單元24，測(cè)量單元21測(cè)量電網(wǎng)三相電壓和三相電流，并與鎖相環(huán)22、計(jì)算單元24和補(bǔ)償控制模塊3連接，鎖相環(huán)22與正序余弦發(fā)生電路23連接，正序余弦發(fā)生電路23與計(jì)算單元24連接，計(jì)算單元24包括濾除13次以上高頻分量的低通濾波器25和DSP芯片，計(jì)算出電網(wǎng)各次諧波電流并將計(jì)算結(jié)果傳送給補(bǔ)償控制模塊3，使三相級(jí)聯(lián)H橋I產(chǎn)生一個(gè)和負(fù)載諧波電流大小相等，方向相反的電流注入到電網(wǎng)中，達(dá)到濾波的目的，濾除電網(wǎng)中的2?33次諧波，同時(shí)對(duì)無(wú)功功率進(jìn)行補(bǔ)償。
[0025]補(bǔ)償控制模塊3包括電壓比較電路31及與其連接的PffM控制器32，電壓比較電路31與測(cè)量單元21連接，將電網(wǎng)三相電壓測(cè)量值與設(shè)定值的比較結(jié)果發(fā)送給PffM控制器32，PffM控制器32根據(jù)結(jié)果將PffM控制命令發(fā)送給三相級(jí)聯(lián)H橋I中的功率開(kāi)關(guān)器件，從而控制三相級(jí)聯(lián)H橋I補(bǔ)償諧波或暫時(shí)停止補(bǔ)償系統(tǒng)諧波，全力發(fā)出無(wú)功。一個(gè)控制周期內(nèi)，導(dǎo)通時(shí)間越長(zhǎng)，輸出電壓越高，裝置輸出的有功功率越大；反之，關(guān)斷時(shí)間越長(zhǎng)，輸出電壓越低，裝置輸出的有功功率越小。根據(jù)不同相的情況，對(duì)各相的功率開(kāi)關(guān)器件的開(kāi)斷分別進(jìn)行控制。
[0026]圖3為本實(shí)用新型裝置具體工作方式:設(shè)定工作周期及初始狀態(tài)，周期性檢測(cè)系統(tǒng)電壓和電流。初始狀態(tài)下三相級(jí)聯(lián)H橋I只進(jìn)行諧波補(bǔ)償。電力系統(tǒng)運(yùn)行后，在每個(gè)工作周期開(kāi)始時(shí)，測(cè)量單元21檢測(cè)系統(tǒng)電流電壓。若出現(xiàn)電壓跌落，則判斷電壓是否低于閾值:若是，則PWM控制器32控制三相級(jí)聯(lián)H橋I暫時(shí)停止補(bǔ)償系統(tǒng)諧波，全力發(fā)出無(wú)功，直到電壓恢復(fù)并超過(guò)閾值，此時(shí)回到初始狀態(tài)；若電壓不低于閾值，則PWM控制器32控制三相級(jí)聯(lián)H橋I同時(shí)補(bǔ)償諧波和無(wú)功，直到電壓恢復(fù)并超過(guò)閾值，此時(shí)回到初始狀態(tài)。若未出現(xiàn)電壓跌落，則裝置保持初始狀態(tài)工作。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種電網(wǎng)無(wú)功功率及電壓補(bǔ)償裝置，其特征在于，該裝置包括、諧波電流檢測(cè)模塊(2)和補(bǔ)償控制模塊(3)，所述的諧波電流檢測(cè)模塊(2)分別與三相級(jí)聯(lián)H橋(I)和補(bǔ)償控制模塊(3)連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電網(wǎng)無(wú)功功率及電壓補(bǔ)償裝置，其特征在于，所述的諧波電流檢測(cè)模塊(2)包括測(cè)量單元(21)、鎖相環(huán)(22)、正序余弦發(fā)生電路(23)和計(jì)算單元(24)，所述的測(cè)量單元(21)測(cè)量電網(wǎng)三相電壓和三相電流，并與鎖相環(huán)(22)、計(jì)算單元(24)和補(bǔ)償控制模塊(3)連接，所述的鎖相環(huán)(22)與正序余弦發(fā)生電路(23)連接，所述的計(jì)算單元(24)與正序余弦發(fā)生電路(23)和補(bǔ)償控制模塊(3)連接。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種電網(wǎng)無(wú)功功率及電壓補(bǔ)償裝置，其特征在于，所述的測(cè)量單元(21)包括電壓傳感器和電流傳感器。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種電網(wǎng)無(wú)功功率及電壓補(bǔ)償裝置，其特征在于，所述的計(jì)算單元(24)包括低通濾波器和與其連接的DSP芯片。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電網(wǎng)無(wú)功功率及電壓補(bǔ)償裝置，其特征在于，所述的補(bǔ)償控制模塊(3 )包括電壓比較電路(31)及與其連接的PffM控制器(32 )，所述的電壓比較電路(31)與諧波電流檢測(cè)模塊(2 )連接，所述的PffM控制器(32 )與三相級(jí)聯(lián)H橋(I)中的功率開(kāi)關(guān)器件連接。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電網(wǎng)無(wú)功功率及電壓補(bǔ)償裝置，其特征在于，所述的三相級(jí)聯(lián)H橋(I)每相由多個(gè)H橋單元(11)串聯(lián)而成。
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種電網(wǎng)無(wú)功功率及電壓補(bǔ)償裝置，該裝置包括三相級(jí)聯(lián)H橋(1)、諧波電流檢測(cè)模塊(2)和補(bǔ)償控制模塊(3)，諧波電流檢測(cè)模塊(2)分別與三相級(jí)聯(lián)H橋(1)和補(bǔ)償控制模塊(3)連接，諧波電流檢測(cè)模塊(2)包括測(cè)量單元(21)、鎖相環(huán)(22)、正序余弦發(fā)生電路(23)和計(jì)算單元(24)，補(bǔ)償控制模塊(3)包括電壓比較電路(31)及與其連接的PWM控制器(32)，電壓比較電路(31)與諧波電流檢測(cè)模塊(2)連接，PWM控制器(32)將PWM控制命令發(fā)送給三相級(jí)聯(lián)H橋(1)中的功率開(kāi)關(guān)器件。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型易實(shí)現(xiàn)中高壓和大容量輸出，諧波和無(wú)功電流檢測(cè)精確，對(duì)基波電流檢測(cè)沒(méi)有誤差，且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，適應(yīng)性強(qiáng)。
【IPC分類】H02J3/18, H02J3/16, H02J3/01
【公開(kāi)號(hào)】CN204928161
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520539120
【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23日