[發明專利]智能有源濾波器

在審

• 申請號: 201710476954.3
• 申請日: 2017-06-21
• 公開（公告）號: CN107240919A
• 公開（公告）日: 2017-10-10
• 發明（設計）人: 李樹廣
• 申請（專利權）人: 上海廣吉電氣有限公司
• 主分類號: H02J3/01
• 分類號: H02J3/01;H02J3/18;H02H3/08;H02H3/20;H02H5/04
• 代理公司: 上海恒慧知識產權代理事務所(特殊普通合伙)31317
• 代理人: 徐紅銀

技術領域

本發明涉及電力電子控制技術領域的濾波器，具體地說，涉及的是一種電網及電力系統智能補償與節能裝置智能有源濾波器。

背景技術

隨著世界能源危機的發展，發明新的能源是世界科學重要命題，同時節約現有能源是科學界當前重要的研究課題。因為發明新能源尚需時日，而節約現有能源卻是目前世界當務之急。目前電車與金屬冶煉是世界耗電量最大與對環境污染最重，產生大量的高次諧波與無功電力對電網造成極大的干擾與危害；對電網造成極大的沖擊與波動，嚴重的影響電網的安全性與供電質量。

目前，電車鐵路與鋼鐵冶煉系統采用最多的是LC濾波器與SVG與SVC，補償精度低，易于產生諧振，且體積大、補償精度低，耗電量大、無法滿足電力系統的需要。

經對現有技術的文獻檢索發現，申請號為201220183143,該專利，公開了一種電力有源濾波器，其包括：根據實測負載電流波形的分析結果，控制補償電路對諧波電流成分反向補償，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，耐壓低，容量小，可靠性差。

檢索中還發現，申請號為201020254744的實用新型專利，提出一種混合型有源濾波器。該濾波器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與無源濾波器，但不能承受電網交流電源的基波電壓，裝置容量小，不能適用高電壓大容量電力系統。

本申請人申請的中國專利CN201310492608.6，公開了一種有源電網高次諧波與無功電力補償節能裝置，主要針對電網普遍負荷共同特點所產生的高次諧波與無功電力進行電網諧波與無功電力節能補償裝置。

發明內容

針對現有技術中的缺陷，本發明在現有技術的基礎上進行改進，提供一種智能有源濾波器，綜合通信系統，電子控制系統，電網與電力系統的高速高精度智能控制，在應對各種控制方式選擇與故障處理方式的選擇具有高度的智能決斷能力，并在提高計算處理速度與功能，增加多個專用功能的智能處理計算模塊，以提高DSP處理控制器的智能決斷能力與速度，提高智能有源濾波器性能與對工況環境的高度適應能力。

為實現上述目的，本發明所述智能有源濾波器，包括：并網智能電感變壓器、電網檢測裝置、A/D變換器、諧波/有功變換控制器、無功電力移相器、諧波無功補償裝置、系統保護變換器、負荷檢測裝置，DSP處理控制器；其中：

電網檢測裝置，用于檢測電網、供電變壓器的電壓電流與運行狀態，并將電網高壓電壓電流轉換成低壓模擬信號，輸入到A/D變換器；

負荷檢測裝置，用于檢測負荷生產系統的電壓電流與運行狀態檢測，并將負載高壓電壓電流轉換成低壓模擬信號，輸入到A/D變換器；

A/D變換器，將電網檢測裝置、負荷檢測裝置的電網和負載的低壓模擬信號變換為數字信號，輸入到DSP處理控制器；

DSP處理控制器，對電網信號與系統運行狀態進行監控，根據上述檢測的電網和負載的信號，計算出各次諧波與無功電力頻率、相位與幅值，以及諧波/有功變換控制器、無功電力移相器、諧波無功補償裝置、系統保護控制器的控制指令：

DSP處理控制器通過控制指令控制諧波/有功變換控制器將電網諧波電力轉換為有功電力，由并網電感變壓器將有功電力回送電網或供電變壓器，節約大量的電力電能；

DSP處理控制器通過控制指令控制無功電力移相器將電網與負載產生的無功電力移相為有功電力，由并網電感變壓器回送電網，節約大量的電力電能；

DSP處理控制器控制諧波無功補償裝置對電網諧波與無功電力進行高速高精度補償，節能減排，消除電網干擾與沖擊，提高電網穩定性與安全性，提高電網質量；

DSP處理控制器通過控制指令控制系統保護控制器，在電網或負荷發生異常時，切斷電網與負荷的連接，對電網與生產負荷系統、智能有源濾波器起到隔離與保護作用。

本發明所述濾波器將電網諧波與無功電力轉換為有功電力回送電網，節約大量的電力；同時利用高速DSP控制諧波無功補償裝置與SPWM逆變器產生諧波無功補償電壓，對電網與生產負荷系統產生的諧波與無功電力進行高速高精度補償，消除電力系統干擾與波動，提高電網質量，提高電力系統與冶煉系統的穩定性與安全性，具有巨大的節能減排效果，補償精度高，提高電網與生產負荷系統的穩定性與安全性。

優選地，所述DSP處理控制器包含：DSP信號處理器、DSP-FFT處理器、DSP控制指令運算器和DSP系統保護指令運算器，其中：

DSP信號處理器用于系統監控、檢測，以及顯示與通信控制；