[發明專利]電能質量優化方法及裝置

有效

• 申請號: 201110027516.1
• 申請日: 2011-01-25
• 公開（公告）號: CN102082439A
• 公開（公告）日: 2011-06-01
• 發明（設計）人: 黃文侃;張勵;王洪斌;黃正吉;柯華麗;任凱;孟宇暉;佘偉仁;王凱峰
• 申請（專利權）人: 深圳市華冠電氣有限公司
• 主分類號: H02J3/18
• 分類號: H02J3/18;H02J3/01
• 代理公司: 深圳市德力知識產權代理事務所 44265
• 代理人: 林才桂

技術領域

本發明涉及電能質量優化技術，尤其涉及一種電能質量優化方法及裝置。

背景技術

隨著我國工業、商業、以及家庭等用電需求量的不斷擴大，電能質量的重要性也越來越突出。然而，許多電網負載都是諧波源，它們產生諧波并消耗無功，從而降低了公用電網的電能質量，導致用電系統的綜合用電效率下降，甚至干擾或終止用電設備的正常運行，給工業、商業、以及家庭用電等用戶帶來嚴重的危害。因此，要使電網的電能質量得到優化，就必須消除電網負載產生的諧波電流并補償其消耗的無功。

現有技術的電能質量優化通常可通過電力有源濾波器裝置、無功補償裝置、電能質量優化裝置方案實現，其中：

電力有源濾波器裝置可以對系統諧波和無功進行精確補償，效果良好，但其成本昂貴、體積大、能耗高、噪音高；

無功補償裝置成本低，但只能對系統無功進行大致范圍補償，對諧波無法補償或濾除，效果差、體積大；

而電能質量優化裝置可對無功進行精確補償、對諧波進行補償，成本介于上述兩者之間，體積小、功率密度大、能耗低、噪音低。

圖1示出了現有技術中常見的電能質量優化裝置的系統構成原理圖；如圖所示，其包括連接到負載11端的用于檢測負載11產生的諧波及無功電流的電流檢測電路12、設置在所述電流檢測電路12和交流電源e_S之間的諧波電流補償支路13和無功電流補償支路14。其中，諧波電流補償支路13在電流檢測電路12檢測到電網中含有諧波電流時對其進行消除、無功電流補償支路14在電流檢測電路12檢測到電網需要補償無功時對其進行無功補償，從而達到消除諧波和補償無功的目的，使電網電流為純凈的正弦波。

然而，發明人在實施本發明的過程中發現，這種電能質量優化裝置雖然能對負載消耗的無功進行精確補償，但其補償效率較低。

發明內容

本發明的目的是提供一種電能質量優化方法，該方法可大大提高對電網的無功補償效率。

本發明的進一步目的是提供一種電能質量優化裝置，該裝置可大大提高對電網的無功補償效率。

為實現上述目的，本發明提供一種電能質量優化方法，包括以下步驟：

電流檢測步驟，檢測從交流電源到負載之間線路上的諧波和無功電流；

指令電流運算步驟，根據檢測到的諧波和無功電流計算出補償電流的指令信號；

支路調度步驟，根據所述指令信號，控制無功電流補償支路對交流電源進行無功補償、諧波電流補償支路對交流電源進行諧波補償或無功補償。

所述支路調度步驟具體包括：

諧波補償調度步驟，當所述指令電流為諧波補償的時候，控制所述諧波電流補償支路對交流電源進行諧波補償；

無功粗補償調度步驟，當所述指令電流為無功補償的時候，控制所述無功電流補償支路對交流電源進行無功粗補償；

無功精確補償調度步驟，在所述諧波電流補償支路存在裕量的情況下，控制所述諧波電流補償支路對交流電源進行無功精確補償。

優選地，還包括有高通濾波步驟，在交流電源端對補償后的電源電流進行高通濾波，消除所述電源電流中的諧波成分。

在所述電流檢測步驟中，同時檢測所述從交流電源到負載線路上的電源端和負載端電流。

或者，在所述電流檢測步驟中，檢測所述從交流電源到負載線路上的電源端或負載端電流。

相應地，本發明還公開了一種電能質量優化裝置，包括有諧波電流補償支路和無功電流補償支路，該裝置還包括有：

電流檢測單元，連接到從交流電源到負載之間的線路上，用于檢測該線路上的諧波和無功電流；

指令電流運算單元，與所述電流檢測單元相連，用于根據所述電流檢測單元檢測到的諧波和無功電流計算出補償電流的指令信號；

支路調度單元，與所述指令電流運算單元、諧波電流補償支路和無功電流補償支路相連，用于根據所述指令電流運算單元發送的指令信號，控制所述無功電流補償支路對交流電源進行無功補償、諧波電流補償支路對交流電源進行諧波補償或無功補償。

優選地，還包括有高通濾波單元，連接在所述交流電源端，用于對補償后的電源電流進行高通濾波，消除所述電源電流中的諧波成分。

所述支路調度單元具體包括：

諧波補償調度單元，與所述指令電流運算單元和諧波電流補償支路相連，用于當所述指令電流為諧波補償的時候，控制所述諧波電流補償支路對交流電源進行諧波補償；

無功粗補償調度單元，與所述指令電流運算單元和無功電流補償支路相連，用于當所述指令電流為無功補償的時候，控制所述無功電流補償支路對交流電源進行無功粗補償；