[實用新型]電壓變換式諧波再利用型蓄能裝置

有效

• 申請號: 201120545802.2
• 申請日: 2011-12-23
• 公開（公告）號: CN202474899U
• 公開（公告）日: 2012-10-03
• 發明（設計）人: 孫毅彪
• 申請（專利權）人: 國彪電源集團有限公司
• 主分類號: H02J7/00
• 分類號: H02J7/00;H02J7/02;H02J3/01
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型涉及電力電子技術、電源轉換技術和無源濾波技術領域，尤其涉及一種諧波再利用型蓄能裝置。

背景技術

盡管當今的電力技術不斷提高，電力網的技術參數不斷提高，但負荷的復雜多變和電力電子技術的發展以及近年來風力發電的入網等原因造成電力網絡的諧波污染形式不容樂觀。諧波不僅存在于不間斷電源端口，發電端（始端）、輸電線路（中端）、變配電終端等都程度不同地存在諧波，這些諧波不但影響供電質量、引發異常，還造成電能浪費。

中端網絡的諧波來自于始端，而終端的諧波來自于中端線路竄入、終端網內負荷沖擊、能量儲存和變換設備（直流或不間斷電源類）釋放等（以下統稱之為“諧波”）。治理諧波主要是通過“消除”和“抑制”兩種手段。所謂抑制即指控制諧波源，一是使設備不釋放或少釋放諧波，如圖1所示的UPS電源的整流和逆變全部采用SPWM脈寬調制技術消除諧波，二是選用不釋放諧波的設備（在不間斷電源族中“ISPS”即為無諧波釋放系統）。所謂消除是指通過技術手段去除有害諧波（簡稱為“目標諧波”），一是采用無源濾波器濾除某一諧波，如圖2為并聯濾波法和圖3為串聯濾波法，二是通過有源濾波器制造出有源諧波，如圖4的有源濾波法來對消電力電子類負載釋放的諧波。

在UPS不間斷電源整流環節采用WPM波（脈寬調制）調制，而在逆變環節采用SPWM波（正弦脈寬調制）調制，可以大大降低有源諧波，但同時也大大降低整流和逆變系統的效率，載頻越高抑制諧波效果越好，但系統效率也越低。因此不是最理想的抑制諧波的方法。

并聯濾波法如圖2所示，無源濾波器并接于負載入口處或母線入口處將目標諧波濾出后通過零線或地線泄放掉，顯然，這屬于廢棄諧波的方法，并且濾波支路無法絕對阻斷工頻能量通過，所以難免在濾除目標諧波的同時也流失少量的工頻能量，造成浪費。圖3所示的將無源濾波器與負載串聯濾波的方法也是一種廢棄諧波的方法，且串聯濾波器內的電感器件必須流過全部負載電流，造成發熱浪費并形成系統熱隱患。

如圖4所示，用有源諧波對消諧波的方法多見于UPS機房中，將有源濾波器與傳統的UPS并聯，作用是消除UPS在工作過程中產生的諧波（整流和逆變環節）。但本質上是通過制造有源諧波來對消諧波，有源濾波器工作也要耗電，且有源諧波的大小和相位要根據對UPS釋放諧波的在線監測和跟蹤來確定，目前這種檢測速度還難以滿足“對消”的需要，因此國內外尚未形成一致的標準。

“諧波再利用型蓄能裝置”作為已經申請的實用新型專利產品，可以將目標諧波加以再利用，但當被充電的蓄電池組電壓值高于或等于諧波整流電壓時，充電就難以進行，所以有局限性，雖然可以通過AC/DC或DC/DC電源提高諧波整流器電源電壓以滿足充電條件，但AC/DC或DC/DC電源功率有限，做成較大功率不但很難，且成本高、效率低，因此有一定局限性。

實用新型內容

為了克服現有的治理諧波的裝置和方法存在的上述不足和缺陷，本實用新型提供了一種既能濾除目標諧波、又能保證諧波整流電壓大于被充電的蓄電池組端電壓的電壓變換式諧波再利用蓄能裝置。

本實用新型為實現上述目的所采用的技術方案是：電壓變換式諧波再利用型蓄能裝置，由無源濾波支路、諧波變壓器、諧波整流器AC/DC和蓄電池組構成，無源濾波支路輸入端與用電負載輸入端或母線輸入端并聯，無源濾波支路輸出端連接諧波變壓器輸入端，諧波變壓器輸出端與諧波整流器AC/DC輸入端相連接，諧波整流器AC/DC輸出端正負極分別連接被充電蓄電池組的正極和負極。

所述無源濾波支路由線圈電感L和交流電容C串聯組成。

所述諧波變壓器由鐵心和線圈構成，輸入端連接LC無源濾波支路的輸出端，輸出端接諧波整流器的輸入端。

所述諧波整流器AC/DC為由電力電子器件構成的可控或不可控整流裝置，或者整流模塊。?