[發明專利]無源零序濾波技術與有源濾波技術結合的混合電力平衡器

在審

• 申請號: 201610008423.7
• 申請日: 2016-01-07
• 公開（公告）號: CN105515026A
• 公開（公告）日: 2016-04-20
• 發明（設計）人: 劉志珍;徐凱;竇金星;齊國政;高龍;周博;陳紅星
• 申請（專利權）人: 山東邦世電氣有限公司
• 主分類號: H02J3/26
• 分類號: H02J3/26;H02J3/01
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于電能領域，涉及一種有源與無源并聯混合的三相不平衡問題的 治理技術，尤其涉及一種無源零序濾波技術與有源濾波技術結合的混合電力平 衡器。

背景技術

隨著我國國民經濟的發展,電力網負荷不斷加大,沖擊性、非線性負荷容量 不斷增長,電網電壓波形畸變、電壓波動、閃變和三相不平衡等電能質量問題 越來越引起重視。三相負荷不平衡運行會造成變壓器零序電流過大，致使變壓 器局部金屬件溫度異常升高，嚴重時將導致變壓器運行事故。低壓電網三相負 荷不平衡可能引起高壓某相電流過大，從而引起高壓線路過流跳閘停電，引發 大面積停電事故，同時變電站的開關設備頻繁跳閘將降低使用壽命。同時，三 相負荷不平衡，一相或兩相畸重，必將增大線路中的電壓降，降低電能質量， 影響用戶的電器使用。

現階段，對三相不平衡的治理方法主要包括：1.三相線路之間的負載合理 分布的方式，但是我們需要面對一個客觀問題，各個用戶的負荷量不一致且用 電時間不一致，又不能認為控制，因此不能從根本上解決問題。2.增加短路容 量，提高系統承受不平衡的負荷能力，但此方法沒有實際解決三相不平衡問題。 3.許多廠家研制并生產了無源三相不平衡調補裝置,在條件允許的情況下,很多 地方已經裝上了調補裝置.該產品種類繁多,其工作原理大同小異，利用電感與電 容組合提高功率因數，轉移相間有功功率，以平衡三相電流，但此方法稍有不 合理便不能達到理想的治理效果，所以從經濟性、簡易性角度此方法還需考慮。 4.有源濾波技術，隨著電力電子技術的發展，有源濾波技術漸漸被應用于電能 質量的治理。但是其成本較高且不適合處理零線電流。

發明內容

本發明在治理三相四線制配電系統三相不對稱問題中，針對有源濾波技術 補償零序電流會嚴重影響三相平衡器穩定性和壽命的問題；提出了一種用設計 合理，易實現，成本低，運行穩定的無源零序濾波技術與有源濾波技術結合的 混合電力平衡器。

為了達到上述目的，本發明采用的技術方案為，一種無源零序濾波技術與 有源濾波技術結合的混合電力平衡器，包括：

控制器，用于進行信號采集、數據處理，并發出相關控制指令；

有源電力濾波模塊，采用三電平的拓撲結構，用于補償系統的諧波電流；

無源零序濾波模塊，用于單獨濾除總電路中的零序電流；

所述有源電力濾波模塊與無源零序濾波模塊在本電路中并聯設置。

作為優選，所述控制器采用TMS320F28335控制芯片，所述控制器中的相 關控制指令包括有源電力濾波模塊PWM控制指令、無源零序濾波及有源電力 濾波模塊投切指令和錯誤報警指令。

作為優選，所述有源電力濾波模塊包括直流側穩壓電容電路、接口電感電 路、高頻濾波電路、逆變電路，所述有源電力濾波模塊中的每個電路的最大補 償電流大小是固定的，并且最大補償電流的大小相同。

作為優選，所述無源零序濾波模塊由兩種特殊電抗器組成，所述兩種特殊 電抗器分別為ZSBT和Zig-Zag變壓器，所述ZSBT的個數為一個。

與現有技術相比，本發明的優點和積極效果在于，

1、本發明采用無源零序濾波模塊對電路中的零序電流進行處理，可有效 的提高三相電力平衡器的性能、穩定性、壽命，本混合電力平衡器只使用二個 特殊電抗器除零序電流，并沒有使用電容，相對于一般的無源濾波技術，我們 采用無源技術單獨治理零序電流，還可以增加系統可靠性；因為我們在混合電 力平衡器中加入了無源零序濾波模塊，即有源電力濾波模塊需要補償的電流減 小，因此本混合電力平衡器治理成本低，與現有技術相比，本混合電力平衡器 更適合治理三相不對稱問題嚴重的系統。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例的技術方案，下面將對實施例描述中所需 要使用的附圖作一簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發明的一 些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動性的前提下， 還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是本發明實施例1中的系統結構示意圖；

圖2是本發明實施例1中的控制器流程簡圖；

圖3是本發明實施例1中的ZSBT結構圖；

圖4是本發明實施例1中的Zig-Zag變壓器結構圖；

圖5是本發明實施例1中的有源電力濾波模塊結構簡圖；