[發(fā)明專利]帶自補(bǔ)償功能的電流諧波發(fā)生裝置

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110245321.4
• 申請(qǐng)日: 2011-08-25
• 公開（公告）號(hào): CN102279294A
• 公開（公告）日: 2011-12-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 姜筱鋒
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 江蘇德順祥電氣有限公司
• 主分類號(hào): G01R1/28
• 分類號(hào): G01R1/28
• 代理公司: 南京蘇高專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種電流諧波發(fā)生裝置，具體而言涉及一種帶自補(bǔ)償功能的電流諧波發(fā)生裝置。

背景技術(shù)

隨著高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的飛速發(fā)展以及傳統(tǒng)行業(yè)采用計(jì)算機(jī)管理技術(shù)和先進(jìn)控制技術(shù)的應(yīng)用，電力用戶中對(duì)電能質(zhì)量敏感的負(fù)荷所占比重越來越大，人們對(duì)供電質(zhì)量和供電可靠性提出了更新、更高的要求。

應(yīng)運(yùn)而生的用戶電力技術(shù)（Custom?Power）是指把大功率電力電子技術(shù)和配電自動(dòng)化技術(shù)綜合起來，以用戶對(duì)電力可靠性和電能質(zhì)量的要求為依據(jù)，為用戶提供所需要的電力。為改善電能質(zhì)量，減小不合格電能所帶來的損失，通常的做法是在用戶和電網(wǎng)間安裝一些用戶電力設(shè)備（Custom?Power?Devices,簡(jiǎn)稱CPD），如：有源電力濾波器（APF）、動(dòng)態(tài)電壓恢復(fù)器（DVR）、動(dòng)態(tài)不間斷電源（DUPS）以及統(tǒng)一電能質(zhì)量控制器（UPQC）等。

為測(cè)試這些控制設(shè)備解決電能質(zhì)量問題的能力，檢驗(yàn)電氣設(shè)備工作性能是否合乎要求，急需一種能夠模擬各種現(xiàn)實(shí)工況環(huán)境的電能質(zhì)量干擾裝置，即電流諧波發(fā)生裝置，便于測(cè)試電能質(zhì)量補(bǔ)償裝置的補(bǔ)償效果和儀器、儀表的抗干擾能力。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于：

提供一種帶自補(bǔ)償功能的電流諧波發(fā)生裝置，發(fā)出60次以內(nèi)的諧波和諧波15到20種合成波形，模擬各種現(xiàn)實(shí)工況環(huán)境的電能質(zhì)量干擾狀況，以達(dá)到測(cè)試電能質(zhì)量補(bǔ)償裝置的補(bǔ)償效果和抗干擾能力的目的。

本發(fā)明為實(shí)現(xiàn)上述目的，采用如下技術(shù)方案：

一種帶自補(bǔ)償功能的電流諧波發(fā)生裝置，其特征在于：包括橋式變流器、電解電容器、電抗器、控制和運(yùn)算電路、數(shù)據(jù)采集電路、電壓霍爾傳感器和濾波模塊；其中電壓霍爾傳感器的一次線連接在電網(wǎng)母線上，電壓霍爾傳感器的二次線通過數(shù)據(jù)采集電路連接到控制和運(yùn)算電路得輸入端，電抗器的一端分別接電網(wǎng)母線和濾波模塊的輸入端，濾波模塊的輸出端接電網(wǎng)母線的任意一相，電抗器的另一端分別接數(shù)據(jù)采集電路和橋式變流器的輸入端，橋式變流器的控制端接控制和運(yùn)算電路的控制端，電解電容器并聯(lián)于變流器的正負(fù)極母線間，電解電容器的正極接數(shù)據(jù)采集電路的輸入端。

本發(fā)明的有益效果在于：

1、發(fā)出2-60次諧波，并且可以發(fā)出這些波形的合成波形，諧波電流的幅值和次數(shù)可以通過編程實(shí)現(xiàn)；模擬各種現(xiàn)實(shí)工況環(huán)境的電能質(zhì)量干擾狀態(tài)，控制方便；

2、帶有自補(bǔ)償功能，使諧波在模擬工況環(huán)境下又不會(huì)對(duì)電網(wǎng)進(jìn)行損害。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的帶自補(bǔ)償功能的電流諧波發(fā)生裝置的電路結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖1和具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡明本發(fā)明的內(nèi)容；

如附圖1所示，裝置是由6個(gè)IGBT構(gòu)成的變流器1、6個(gè)IGBT構(gòu)成的變流器2、直流電容器組3、電抗器7、電抗器11、LRC濾波8、LRC濾波12、CT9、CT10、接觸器6、數(shù)據(jù)采集電路5和控制及運(yùn)算電路4共同組成的。

數(shù)據(jù)采集電路5控制電路4由模數(shù)轉(zhuǎn)換電路，基于DSP的控制和運(yùn)算電路，驅(qū)動(dòng)電路，繼電保護(hù)電路和電平轉(zhuǎn)換電路以及人機(jī)交互電路組成。

當(dāng)接觸器6閉合時(shí)，裝置開始工作。變流器1和變流器2各由6只IGBT和續(xù)流二極管構(gòu)成的3橋臂H結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)由直流電容器3組供電，變流器1通過PI控制方法調(diào)節(jié)直流電容兩端3電壓。一般來說直流電壓越高，可發(fā)出的諧波次數(shù)越高，本裝置礙于硬件限制，選取850V作為直流側(cè)電壓。變流器2在變流器1發(fā)出諧波電流的同時(shí)發(fā)出幅值相同、相位相同、方向相反的電流波形。使之在電網(wǎng)接入側(cè)電流基本不含有諧波分量。

變流器1和變流器2在本裝置中作為主要執(zhí)行部件，各橋臂通過PWM控制策略將直流電壓加在電抗器7和電抗器11上，從而得到諧波和補(bǔ)償電流。

在每個(gè)開關(guān)周期控制電路都會(huì)把輸出電流信號(hào)與指令信號(hào)作比較，將誤差量加到下個(gè)開關(guān)周期的指令電流中，保證補(bǔ)償精度。

本裝置的PWM控制策略采用Deadbeat控制算法；其硬件基礎(chǔ)是高性能的雙DSP實(shí)現(xiàn)。與模擬控制相比，數(shù)字化控制具有控制靈活、易改變控制算法和硬件調(diào)試方便等優(yōu)點(diǎn)；這種方法的原理是在每一個(gè)開關(guān)周期的開始時(shí)刻，采樣逆變器并網(wǎng)側(cè)產(chǎn)生的電流i，并且預(yù)測(cè)出下一周期開始時(shí)刻逆變器并網(wǎng)側(cè)的電流參考值j，由差值j-i計(jì)算出開關(guān)器件的開關(guān)時(shí)間，使i在下一周期開始時(shí)刻等于j。這種方法計(jì)算量較大，但其開關(guān)頻率固定、動(dòng)態(tài)響應(yīng)快的特點(diǎn)十分適用于并網(wǎng)逆變器的數(shù)字控制。