混合型智能濾波補償裝置的制造方法
【專利摘要】本實用新型是一種用于電力系統變電技術領域的混合型智能濾波補償裝置。它由中央控制單元、諧波/無功發生系統、濾波補償系統組成，中央控制單元連接諧波/無功發生系統和濾波補償系統；濾波補償系統連接有投切接觸器KM1、電容器和電抗器；諧波/無功發生系統連接有PWM變流系統、控制系統、直流側支撐電容、連接電感。它利用中央控制單元控制濾波補償系統、諧波/無功發生系統，實現諧波濾除及無功功率補償的雙重目的。濾波補償系統和諧波/無功發生系統均采用標準模塊化結構，方便拆卸及更換。本實用新型具有結構簡單、運行可靠、效果優異、性價比高的優點。
【專利說明】
混合型智能濾波補償裝置
技術領域
[0001 ]本實用新型屬于一種用于電力系統的混合型智能濾波補償裝置。
【背景技術】
[0002]在電力系統中，對于諧波治理和無功功率的補償，常用的設備為有源濾波補償裝置和無源濾波補償裝置。有源濾波補充技術是基于電壓源逆變器的電力電子諧波濾除及無功補償裝置，既可以補償諧波電流，也可補償無功電流;無源濾波補償技術是利用LC串聯諧振原理，為設定次數的諧波電流提供通道，達到濾除諧波的目的，同時在基波頻率處，提供系統所需的無功功率。無源濾波補償裝置因其原理、結構簡單、維護方便得到了廣泛的應用，但其治理效果不夠理想，僅能設置有限的濾波補償支路，對于頻帶范圍較寬的諧波，其吸收能力有限;適應性較差，濾波效果與系統有關，當系統發生變化時，濾波效果及安全運行都將受到極大影響;采用無源濾波補償時，其補償是有級的，不能無級投切，無法滿足高精度的補償要求。有源濾波補償裝置采用大功率三相電壓型換流器，通過調節其輸出電壓幅值與相位，使換流器吸收或發出滿足要求的諧波電流或無功電流，實現動態無功補償和治理諧波的目的；與無源濾波補償裝置相比，可實現快速無級補償的目標，補償精度高，響應速度快;對于諧波而言，可對一定頻帶范圍內的諧波電流具有很好的濾除效果;采用有源濾波補償，雖然具有上述諸多優點，但是其造價高，運行維護成本高，因此廣泛推廣局限性很大。
【發明內容】
[0003]本實用新型的目的是要提供一種混合型智能濾波補償裝置，各部分模塊互相獨立且具有通用性，拆卸方便，便于現場更換，調節容量更方便，現場適用性更強。
[0004]本實用新型解決問題的技術方案是:它由中央控制單元、諧波/無功發生系統、濾波補償系統組成的混合型智能濾波補償裝置，中央控制單元分別連接諧波/無功發生系統、濾波補償系統;諧波/無功發生系統設置有連接電感、PWM變流系統、直流側支撐電容;濾波補償系統設置有依次連接的投切接觸器KM1、電容器和電抗器，中央控制單元的輸入信號來自系統母線進線處的電流取樣信號和電壓取樣信號。
[0005]中央控制單元包括用于采集電力系統中的電壓取樣信號、電流取樣信號的信號接收單元;用于對信號接收單元傳遞的信號進行處理以發出控制指令的信號處理單元。
[0006]控制指令包括用于對諧波/無功發生系統的輸出進行控制的控制指令一、用于對濾波補償系統的投切進行控制的控制指令二。
[0007]諧波/無功發生系統與濾波補償系統并聯連接于系統母線，中央控制單元可以同時控制諧波/無功發生系統和濾波補償系統，中央控制單元與諧波/無功發生系統之間采用閉環控制，中央控制單元與濾波補償系統間采用開環控制。中央控制單元可以對諧波/無功發生系統和濾波補償系統進行投切控制。濾波補償系統的投切控制采用大步長，優先有級控制;諧波/無功發生系統的控制采用無級投切，對濾波補償系統的補償盲點進行補償。
[0008]濾波補償系統由一組或多組3次、5次、7次、11次濾波補償支路組成。
[0009]諧波/無功發生系統中的連接電感與PWM變流系統串聯、直流側支撐電容并接于PWM變流系統兩端。
[0010]Pmi變流系統由IGBT組成的三相三電平結構逆變器。中央控制單元所需的電流取樣信號和電壓取樣信號均取自所在系統的電源側。
[0011]本實用新型能夠有效地解決無源濾波補償裝置的適應性差，濾波補償效果差的缺陷；以及有源濾波補償裝置運行維護成本高，造價高的不足；以較適宜的性價比，實現快速、高精度的濾波及補償目的，且不受系統改變的影響，具有很強的自適應性。在結構設計上，本實用新型采用模塊化結構形式，諧波/無功發生系統和濾波補償系統可根據實際使用要求自由組合，以最小的投資解決問題，各部分模塊互相獨立且具有通用性，拆卸方便，便于現場更換，調節容量更方便，現場適用性更強。本實用新型具有結構簡單、運行可靠、效果優異、性價比高的優點。
【附圖說明】
[0012]圖1是本實用新型的電路方框圖。
[0013]圖中，1、中央控制單元，2、諧波/無功發生系統，3、濾波補償系統，4、PWM變流系統，
5、直流側支撐電容，6、連接電感，7、投切接觸器KMl，8、電容器，9、電抗器，10、電流取樣信號，11、電壓取樣信號。
【具體實施方式】
[0014]下面結合圖1提供的實施例分三個部分對本實用新型進一步說明。
[0015]第一，組成結構。
[0016]本實用新型包括:中央控制單元(I)，諧波/無功發生系統(2)，濾波補償系統(3)，電流取樣信號(10)，電壓取樣信號(11)。
[0017]中央控制單元(I)通過信號接收單元對接收到的電壓取樣信號(11)、電流取樣信號(10)進行整理、放大后送入信號處理單元，信號處理單元根據對接收到的信號進行運算、分離，得到取樣電流信號(10)中無功電流及諧波電流的幅值、相位，并依此計算出需要裝置提供的諧波電流值及無功電流值，發出滿足要求的控制指令一和控制指令二，其中控制指令一用于控制諧波/無功發生系統的PffM變流系統(4)，產生相應的諧波電流或無功電流，滿足系統要求;控制指令二控制濾波補償系統各支路的投入或切除，與諧波/無功發生系統相配合，輸出滿足要求的無功補償容量。
[0018]諧波/無功發生系統(2)包括:PWM變流系統(4)，直流側支撐電容(5)，連接電感
(6)ο
[0019]濾波補償系統(3)包括:投切接觸器KMl (7)，電容器(8)，電抗器(9)。
[0020]第二，電路原理。
[0021]電源接入裝置相應的進線位置，電流取樣信號(10)、電壓取樣信號(11)接入中央控制單元(I)，中央控制單元根據采集到的電壓、電流信號對系統的電能質量狀態進行分析，得出各次諧波次數及含量、無功功率需求量，依此發出相應的控制指令，控制諧波/無功發生系統(I)的PffM變流系統(4)，以產生系統需要的諧波電流或無功電流;另一路控制指令控制控制濾波補償系統(3)的投切接觸器KMl (7)，控制各支路的投入或切除。
[0022]第三，控制原理。
[0023]中央控制單元I的控制分兩路，分別對諧波/無功發生系統(2)和濾波補償系統(3)進行控制。濾波補償系統(3)通過中央控制單元(I)控制投切接觸器KM1(7)的通斷，負責大容量的無功補償和指定次數的諧波濾除；諧波/無功發生系統(2)通過中央控制單元(I)控制PWM變流系統(4)的輸出相位及大小，對濾波補償系統(3 )無法滿足的快速變化的諧波電流或無功電流進行補償，以及濾波補償系統(3)無法兼顧的小容量無功電流的補償，從時間和容量上滿足補償的精度。中央控制單元對諧波/無功發生系統的控制采用閉環控制，將發生的諧波/無功電流與實際需要的諧波/無功電流進行比較、修正，以達到最佳的補償效果。
【主權項】
1.一種混合型智能濾波補償裝置，其特征在于:它由中央控制單元(I)、諧波/無功發生系統(2)、濾波補償系統(3)組成，中央控制單元(I)分別連接諧波/無功發生系統(2)和濾波補償系統(3)，諧波/無功發生系統(2 )由PWM變流系統(4)、直流側支撐電容(5)、連接電感(6)組成，濾波補償系統(3)設置有依次連接的投切接觸器KM1(7)、電容器(8)和電抗器(9)。2.根據權利要求1所述的混合型智能濾波補償裝置，其特征是:中央控制單元(I)包括用于采集電力系統中的電壓取樣信號(11)、電流取樣信號(10)的信號接收單元；用于對信號接收單元傳遞的信號進行處理以發出控制指令的信號處理單元。3.根據權利要求1所述的混合型智能濾波補償裝置，其特征是:諧波/無功發生系統(2)與濾波補償系統(3)并聯聯接。4.根據權利要求1所述的混合型智能濾波補償裝置，其特征是:濾波補償系統(3)由一組或多組3次、5次、7次、11次濾波補償支路組成。5.根據權利要求1所述的混合型智能濾波補償裝置，其特征是:諧波/無功發生系統中的連接電感(6)與PffM變流系統(4)串聯、直流側支撐電容(5)并接于PffM變流系統(4)兩端。6.根據權利要求1所述的混合型智能濾波補償裝置，其特征是:PffM變流系統(4)由IGBT組成的三相三電平結構逆變器。7.根據權利要求1所述的混合型智能濾波補償裝置，其特征是:中央控制單元(I)所需的電流取樣信號(10)和電壓取樣信號(11)均取自所在系統的電源側。
【文檔編號】H02J3/01GK205583691SQ201620288301
【公開日】2016年9月14日
【申請日】2016年4月8日
【發明人】侯杰, 謝遠偉, 李超, 江波
【申請人】湖北中盛電氣有限公司