[發明專利]一種諧波電流補償器

有效

• 申請號: 201610016790.1
• 申請日: 2016-01-11
• 公開（公告）號: CN105552911B
• 公開（公告）日: 2018-09-25
• 發明（設計）人: 韓榮杰;邱海鋒;馬凱;翁利國;朱鐵銘;范華;趙軍;尉耀穩;杜成一;施凌震;洪達;沈陽
• 申請（專利權）人: 浙江中新電力發展集團有限公司;國家電網公司;國網浙江杭州市蕭山區供電公司;國網浙江省電力公司杭州供電公司;浙江中新電力發展集團有限公司蕭山科技分公司
• 主分類號: H02J3/01
• 分類號: H02J3/01;H02J3/26
• 代理公司: 杭州融方專利代理事務所(普通合伙) 33266
• 代理人: 沈相權

本發明公開了一種諧波電流補償器，其包括測量單元、鎖相環、三次諧波基準電流產生器、三次以上諧波電流檢測器、第一加法器、直流電壓控制單元以及諧波電流產生單元，所述測量單元的輸入端作為諧波電流補償器的輸入端，諧波電流產生單元的輸出端作為諧波電流補償器的輸出端，所述諧波電流補償器跨接在三相電網的a相和b相之間。測量單元檢測電路中各個參數，加法器將三次諧波基準電流產生器產生的三次諧波的基準電流和三次以上諧波電流檢測器產生的三次諧波以外的諧波基準電流相加，輸入到直流電壓控制單元，直流電壓控制電源產生相應的電壓，控制諧波電流產生電源產生諧波補償電流，輸入到電網中。本方案適用于三相電網。

技術領域

本發明涉及諧波補償領域，尤其是涉及一種配電網不對稱工業負荷的諧波電流補償器。

背景技術

單個工業負荷產生的諧波電流非常??；但是，多個工業負荷的總諧波電流是不可忽略的。如果工業負荷的數量增加時，電力系統中的諧波污染會更加嚴重。因此，抑制由單相工業負荷產生的諧波電流是非常重要的。最近幾年，由于可再生能源利用技術領域的進步，使用諧波補償變流器進行諧波補償已經成為大家感興趣的領域。此外，一些論文討論了諧波補償變流器，例如住宅光伏(PV)系統。如果住宅光伏系統可以補償因住宅負荷產生的諧波電流，光伏系統將顯著改善電能質量。

傳統的諧波補償變流器不對稱接入電網存在使電網中三次諧波電流增大的風險。

圖1中每一個工業整流負荷都用含平滑直流電容器的全橋整流二極管代替，諧波補償變流器用一個包含單相全橋逆變器和直流電容單元代替。結合圖1可以得到圖2-圖4所示的三相三線制系統中三次諧波電流流向圖，圖中每一相的工業整流負載由諧波電流源表示，則該系統的線電流為，

式中ω為基波角頻率，下標數值表示諧波次數。

一般而言，三次諧波電流為零序電流，其相角幾乎為零，因此，電網接入對稱負載時可以得到，

I_ab3＝I_bc3＝I_ca3

θ_ab3＝θ_bc3＝θ_ca3 (2)

由式(1)-(2)可知，對稱負荷下，三次諧波電流僅在由負荷組成的三角形環內流動，其環路如圖2中箭頭所示，即對稱三相三線制系統中三次諧波電流可以自然抑制。

S1：圖3所示為傳統諧波補償方式下三次諧波電流回路，圖中諧波補償變流器接入線a-b間。由于諧波補償變流器可當作常規有源濾波器，其可按圖3中虛線箭頭吸收i_Lab3。因此，諧波補償變流器電流為，

i₁₃＝i_Lab3＝I_Lab3cos(3ωt+θ_Lab3) (3)

由此，i_ab3＝0，式(1)中線電流為，

對稱負載下，根據式(2)，上式可以化為，

由式(5)可知，諧波補償變流器不對稱接入將導致電網部分相的三次諧波電流增加。

當電網負載不對稱時，i_sc3中含有三次諧波電流分量，然而由于該分量為i_sa3與i_sc3之差，其大小相較于i_sa3和i_sb3較小。

S2：圖4所示為諧波補償變流器接入線a-b和b-c間時三次諧波電流流動回路，電流i_Lab3和i_Lbc3按照圖4中虛線所示環路分別被兩臺諧波補償變流器吸收。則此時電網線電流為，