[實用新型]一種電網諧波能量利用裝置

有效

• 申請號: 201520245952.X
• 申請日: 2015-04-22
• 公開（公告）號: CN204517511U
• 公開（公告）日: 2015-07-29
• 發明（設計）人: 韓升;張占龍;左磊;黃松渝
• 申請（專利權）人: 重慶大學
• 主分類號: H02J17/00
• 分類號: H02J17/00
• 代理公司: 重慶市恒信知識產權代理有限公司 50102
• 代理人: 劉小紅

技術領域

本實用新型涉及諧波抑制與利用領域，特別涉及一種電網諧波能量利用裝置。

背景技術

隨著電力系統規模的不斷擴大以及系統中非線性負荷的不斷增加,電力系統受到的“諧波污染”越來越嚴重。日本國內的調查研究表明,電網諧波約有40%來自于商業、居民用電系統。諧波不僅會降低供配電和用電設備的效率,縮短電氣設備的壽命,容易引起各種故障。還會增加電網的網損,使得電網和用電設備之間存在著諧波畸變功率的交換,降低電網的功率因數,導致電能的生產、傳輸和利用效率降低,增大供電部門的經濟損失。此外諧波還會對測量儀器、計量儀表等產生不同程度的影響。電能計量是電網經濟核算的依據,它不僅關系著電力生產部門的安全，經濟運行和直接經濟效益,而且還直接、間接的關系著整個國計民生的經濟效益和社會效益。

目前的諧波治理技術中，應用最為廣泛的治理裝置是無源濾波器。通常在諧波源附近裝設無源濾波裝置就近吸收諧波，進行治理，從而將部分諧波電流濾除掉，使其不會流入到電力系統中去，并保證這些非線性負載的正常運行，但它只能吸收特定次數的諧波，動態性能不好。而有源濾波器的濾波性能不會受到系統阻抗和系統頻率波動的影響，也不會和系統阻抗之間發生串、并聯諧振。雖然有源濾波器克服了無源濾波器固有缺點，實現動態補償電網諧波，是電網諧波治理的有效手段，然而安裝這種濾波器需增加設備投資和運行費用，且當設備需要抑制諧波幅值愈高，其投資和運行費用也愈高。

電網中的諧波雖然造成了電網功率的冗余和能量損耗，但其本身也是一種能源，如果能改變傳統治理諧波時將其濾除的方式，轉而將諧波電能分離出來，以便提取利用，這樣能既克服諧波在電網中的損耗、改善電能質量又能實現電能的高效利用。

發明內容

基于上述問題進行考慮，本實用新型針對當前電網中存在大量非線性負載，使電網產生了不容忽視的諧波，造成電能質量的下降和能量損耗等問題而設計了一種電網諧波能量利用裝置，將電網中的諧波分量提取利用，減少諧波危害，實現能量的再利用。

為了實現上述目的本實用新型采用的技術方案是：一種電網諧波能量利用裝置，包括諧波分離單元、整流濾波單元、用電器、分壓電路、電源管理單元、電流互感器、功率檢測單元和顯示單元，其中所述諧波分離單元的輸入端連接電網中的三相線，諧波分離單元的輸出端與整流濾波單元的輸入端連接，整流濾波單元的輸出端連接用電器的輸入端，電流互感器串聯到整流濾波單元和用電器之間，電源管理單元和分壓電路的輸入端并聯到用電器的輸入端，電流互感器和分壓電路的輸出端分別與功率檢測單元的輸入端連接，電源管理單元的輸出端與功率檢測單元的電源端連接，顯示單元的電源端連接電源管理單元的輸出端，顯示單元的輸入端連接功率檢測單元的輸出端。

具體地，所述諧波分離單元中包括將電網中的諧波進行提取分離的互感線圈。

更進一步，所述整流濾波單元使用三相整流橋。諧波分離單元為三個，分別連接到電網中的A、B、C三相線。三個諧波分離單元分別使用金屬殼或金屬網隔離。

為了更好地實現本實用新型的裝置，本裝置應當安裝在靠近變頻設備、UPS、開關電源等諧波源的電網中，使裝置能正常穩定地運行并實現更為可觀的實際效益。

本實用新型利用分壓電路將大電壓信號轉換為低電壓信號，利用電流互感器將大電流信號轉換為低量程電信號，根據理論計算與實際測量，為DSP選擇一種十分精確的算法計算用電裝置獲得的功率，便于根據實際環境調節裝置參數，監測裝置的運行狀態。

附圖說明

本實用新型的裝置可以通過附圖給出的非限定性實施例進一步說明。

圖1為本實用新型的系統原理圖；

圖2為本實用新型針對一相電路諧波利用和功率檢測結構示意圖；

圖3為本實用新型的系統結構框圖；

圖中：1-諧波分離單元；2-互感線圈；3-整流濾波單元；4-用電器；5-分壓電路；6-電源管理單元；7-電流互感器；8-功率檢測單元；9-顯示單元。

具體實施方式

下面結合附圖做進一步說明。