[實用新型]融合有源電力濾波器與無功補償器的電能質量控制系統

有效

• 申請號: 201220276421.3
• 申請日: 2012-06-13
• 公開（公告）號: CN202888833U
• 公開（公告）日: 2013-04-17
• 發明（設計）人: 席自強;周少文;羅皓文
• 申請（專利權）人: 湖北工業大學;湖北天工機電技術有限公司
• 主分類號: H02J3/01
• 分類號: H02J3/01;H02J3/18
• 代理公司: 武漢帥丞知識產權代理有限公司 42220
• 代理人: 朱必武

技術領域

本實用新型涉及電力系統電能質量中諧波抑制以及無功補償技術領域，更具體地說，涉及一種融合有源電力濾波器與無功補償器的電能質量控制系統。

背景技術

隨著國民經濟的發展和人民生活水平的提高，電力電子設備廣泛的應用于工業生產領域。現代用電負荷結構發生了質的變化，各種非線性和時變性用電設備如逆變器、整流器、煉鋼電弧爐、軋鋼機等的接入，對電能質量造成其日益明顯的負面效應。據2008年11月歐盟電能質量調查報告顯示，僅在歐洲每年因電能質量和電器污染引起的經濟損失就高達1500億美元。雖然國內目前還未見圍繞電能質量問題而展開的調查，但是可以預見的是，電能質量直接關系到國民經濟的總體效益，如何提高電能質量已成為一個急迫解決的重要課題。

有源電力濾波器作為一種新型電力電子裝置，不僅能對電力系統諧波進行有效地抑制，還在一定程度上兼有無功功率動態補償的功能。它的基本原理是根據實時檢測出的電網中的諧波和基波無功電流，通過控制開關管的規律動作，產生出一個大小相等、方向相反的補償電流。根據基爾霍夫電流定律，電網中的諧波電流以及無功電流剛好被有源電力濾波裝置產生的補償電流“抵消”，在一定程度上提升了電網中的電能質量。

有源電力濾波裝置雖然在原理上能夠補償無功功率，但是不可避免的提升了裝置的容量等級，這在成本以及可靠性上是一個較大的負擔。傳統的無功功率補償裝置雖然造價低、穩定性高，其動態補償能力卻是一個不容忽視的問題。因此如何分配裝置容量等級，降低動態響應時間，提高性價比以及運行可靠性等問題上具有重要的現實意義。

中國專利《混合有源電力濾波器及其控制方法》（申請號：200610070553.X）提供一種混合有源電力濾波器及其控制方法。其結構為：它由有源濾波器和無源濾波器串聯組成濾波器支路，該支路與需要濾波的非線性負載并聯，它還包括電網電流檢測用電流檢測器I和補償電流檢測器II；電流檢測器I一端接電網輸入回路，另一端接有源濾波器；電流檢測器II一端接濾波器支路，另一端接有源濾波器。然而，該申請雖提供了具有一定補償效果的有源電力濾波器，但是該方法的補償效果有限。

有鑒于此，有必要提供一種融合有源電力濾波器與無功補償器的電能質量控制系統，以克服上述缺陷。

發明內容

本實用新型的目的是提供一種融合有源電力濾波器與無功補償器的電能質量控制系統，其同時擁有傳統無功功率補償裝置造價低和有源電力濾波器補償性能好的優點，能對系統中的諧波和無功功率進行動態補償，同時根據實時系統參數調整裝置運行狀態避免自激振蕩，具有優良的性價比。

本實用新型所采用的技術方案是：一種融合有源電力濾波器與無功補償器的電能質量控制系統，由有源電力濾波器和無功功率補償器兩部分組成，其特征在于，有源電力濾波器以及無功功率補償器并聯后通過斷路器分別連接至電網的三相線路上。

如上所述的融合有源電力濾波器與無功補償器的電能質量控制系統，其特征在于，所述有源電力濾波器由直流側電容以及放電回路、三相橋式電路、充電回路、輸出濾波電路組成；電流經所述充電回路的電阻通道以及所述三相橋式電路內部的整流回路給所述直流側電容充電；通過動作所述三相橋式電路的上橋臂動作給所述直流側電容升壓，電壓穩定即投入運行；所述直流側電容以及放電回路與所述三相橋式電路的直流側相連接，用于組合生成不同占空比的脈沖電平；該脈沖電平通過所述輸出濾波電路組成的LC電流濾波并網，生成相應的補償電流。

如上所述的融合有源電力濾波器與無功補償器的電能質量控制系統，其特征在于，所述無功功率補償器由若干個電容投切電路組成，系統啟動后，根據實時的無功分配控制不同電容投切電路的組合方式。

本實用新型的有益效果是：

1、將有源電力濾波器同無功功率補償裝置很好的結合起來，拓撲結構簡單，易于實現。

2、優化了無功功率的分配，使用有源電力濾波器提升了無功功率的動態補償特性。

3、充分地發揮了有源電力濾波器與無功功率補償裝置的優點，從運行穩定性以及性價比上都有了很好的提升。

附圖說明

圖1是本實用新型融合有源電力濾波器與無功補償器的電能質量控制系統的結構示意圖。

圖2是本實用新型的電能質量控制系統的控制框圖。

圖3?是本實用新型的電能質量控制系統的電流控制框圖。

具體實施方式

以下通過具體實施方式，結合附圖對本實用新型作進一步說明。