[實用新型]有源電網高次諧波與無功電力的補償節能裝置

有效

• 申請號: 201320646277.2
• 申請日: 2013-10-18
• 公開（公告）號: CN203607849U
• 公開（公告）日: 2014-05-21
• 發明（設計）人: 李樹廣
• 申請（專利權）人: 李樹廣;上海廣吉電氣有限公司
• 主分類號: H02J3/01
• 分類號: H02J3/01;H02J3/18
• 代理公司: 北京連城創新知識產權代理有限公司 11254
• 代理人: 劉伍堂

技術領域

本實用新型涉及有源智能濾波器技術領域，具體地說是有源電網高次諧波與無功電力的補償節能裝置。

背景技術

隨著世界能源危機的發展，開發新的能源是世界科學重要命題，同時節約現有能源更是目前科學界當前重要的研究課題。因為開發新能源尚需要時日，而節約現有能源卻是目前世界當務之急。目前鋼鐵金屬冶煉與電解鋁冶煉是世界耗電量最大領域，因此節能減排當從金屬冶煉領域首當做起。我國鋼鐵冶金領域是利用高頻爐與電弧爐等進行電弧熔化與電解高溫冶煉生產。高頻爐與電弧爐產生大量的高次諧波與無功電力，電爐在初裝狀態電流較小，熔化成鐵水與鋁液狀態時電極之間近似于短路狀態，兩種工作狀態負荷電流相關幾十倍，使電網電壓與電流造成大幅度的浮動，對電網造成極大的沖擊，產生大量高次諧波與無功電力，使電網與供電系統產生極大的波動，對電網造成嚴重的干擾與污染，嚴重的影響了電網的供電質量。

目前，鋼鐵冶煉系統采用最多的是LC濾波器與分段投切濾波器，但不能滿足鋼鐵冶煉電弧爐與高頻爐的動態突變狀態的需要；LC濾波器與分段投切濾波器補償精度低，易于產生諧振與沖擊；SVG與SVC雖然能提高功率因數，當耗電量增大，以上現有補償設備體積大、耗電量大、補償精度低，無法滿足電力系統的需要。

目前申請號為201220183143的專利，公開了一種電力有源濾波器，其包括：實時檢測電路，通過對負載的電流進行實時檢測，得到負載電流波形，根據實時檢測電路的分析結果，從而獲得需要補償的諧波電流成分；控制補償電路對諧波電流的抵銷；將需要補償的諧波電流成分反向，通過IGBT逆變器，將反向電流注入供電系統中；實現濾除諧波功能。但該方式補償精度低，可靠性差。

另外申請號為201020254744的實用新型專利，提出一種混合型有源濾波器，其特征在于：包括一次系統部分和二次系統部分，所述一次系統部分包括串聯的有源濾波器和無源濾波器，所述有源濾波器不能承受電網交流電源的基波電壓，耐壓低，裝置容量小，不能適用高電壓大容量電力系統。

發明內容

本實用新型的目的是克服現有技術的不足，利用諧振濾波器原理與基于DSP-FFT高速處理計算與智能控制技術，以此實現高電壓大功率智能有源電網節能補償系統。

為實現上述目的，設計有源電網高次諧波與無功電力的補償節能裝置，包括三相的電網電源、負載供電變壓器、用電負載、電網電壓電流檢測裝置、高壓并網裝置、電力補償變換裝置、負載電壓電流檢測裝置、系統保護控制裝置、PWM逆變器、DSP-FFT處理裝置，其中負載供電變壓器2、用電負載1分別串聯入電網中，其特征在于：在電源與負載供電變壓器2之間的電網中依次并聯電網電壓電流檢測裝置3、高壓并網裝置7，電網電壓電流檢測裝置3的輸出端連接電壓電流檢測A/D變換器4的輸入端，電壓電流檢測A/D變換器4的輸出端連接DSP-FFT處理裝置5的一個信號輸入端；高壓并網裝置7的一個信號輸入端連接系統保護控制裝置6的一個信號輸出端，系統保護控制裝置6的信號輸入端連接DSP-FFT處理裝置5的第一信號輸出端，高壓并網裝置7的第一電力傳輸線端雙向連接電力補償變換裝置9的第一電力傳輸線端，高壓并網裝置7的第二電力傳輸線端雙向連接電力補償變換裝置9的第二電力傳輸線端，系統保護控制裝置6的另一信號輸出端連接電力補償變換裝置9的信號端，系統保護控制裝置6的又一信號輸出端連接PWM逆變器8的一個信號輸入端，電力補償變換裝置9的第三電力傳輸線端雙向連接PWM逆變器8的第一電力傳輸線端，電力補償變換裝置9的第四電力傳輸線端雙向連接PWM逆變器8的第二電力傳輸線端，PWM逆變器8的另一信號輸入端連接DSP-FFT處理裝置5的第二信號輸出端，DSP-FFT處理裝置5的第二信號輸入端連接A/D變換器11的信號輸出端，A/D變換器11的信號輸入端連接負載電壓電流檢測裝置10的信號輸出端，負載電壓電流檢測裝置10的信號輸入端并聯入負載供電變壓器2與用電負載之間的電力傳輸母線。

所述的DSP-FFT處理裝置5的第三信號輸出端連接液晶顯示屏12。

所述的DSP-FFT處理裝置5上還設有若干通信接口13，若干通信接口13連接報警裝置和/或上位機。