[發明專利]一種新型無功補償及諧波治理裝置

在審

• 申請號: 201810242664.7
• 申請日: 2018-03-23
• 公開（公告）號: CN108390384A
• 公開（公告）日: 2018-08-10
• 發明（設計）人: 黃毅標;王永明;陳斌;鄭文兵;梁宏池;李函;李怡然;陳石川;王瑞祺
• 申請（專利權）人: 國網福建省電力有限公司福州供電公司;國網福建省電力有限公司;上海電力學院
• 主分類號: H02J3/01
• 分類號: H02J3/01;H02J3/18
• 代理公司: 福州展暉專利事務所(普通合伙) 35201
• 代理人: 林天凱

1.一種新型無功補償及諧波治理裝置，其特征在于：包括有由星型接法的5次、7次及11次單調諧無源濾波器構成的無源濾波器，零序電力有源濾波器，用于濾除2、4次諧波的混合型電力有源濾波器、IGBT驅動電路及DSP控制電路，所述的DSP控制電路包括DSP數字信號處理器、FPGA可編程邏輯器件、外置的ADC轉換器及鎖相環電路，所述的無源濾波器接在配電變壓器低壓側三相a、b、c上，所述的混合型電力有源濾波器由無源部分和有源部分級聯構成，無源部分采用單調諧無源濾波器，有源部分采用三相全橋IGBT逆變器，混合型電力有源濾波器接在三相abc上；所述的零序電力有源濾波器一端接在無源濾波器的中性點上，另一端接在地線N上，零序電力有源濾波器對中線電流進行虛構，采用對稱分量法提取出作為控制信號的三次諧波電流，通過IGBT驅動電路對零序電力有源濾波器進行有效控制，零序電力有源濾波器及混合型電力有源濾波器由同一塊DSP控制電路板進行同步控制，三相電壓信號經過鎖相環電路進行相位鎖定后，輸出的高頻信號送入FPGA電路中進行預分頻和1024分頻，這個1024分頻電路的脈沖一路用于進行模數轉換器ADC的啟動轉換控制，另一路用于FPGA里面的計數器進行1024的循環計數，1024的循環計數值代表當前時刻基波電壓相位的角度θ₁，從這個角度信號可以推斷出2次諧波電壓的當前相位角度θ₂、即2θ₁及4次諧波電壓信號的當前相位角度θ₄、即4θ₁，在DSP數字信號處理器里面，按照2次諧波電壓的當前相位角度θ₂及4次諧波電壓信號的當前相位角度θ₄分別利用瞬時無功功率理論構造出計算出2次諧波電流i_ah2、i_bh2、i_ch2和4次諧波電流i_ah4、i_bh4、i_ch4，把2次諧波電流i_ah2、i_bh2、i_ch2和4次諧波電流i_ah4、i_bh4、i_ch4分別按照相序進行疊加，就可以得到i_ah、i_bh、i_ch，它作為用于2次、4次諧波濾除的混合型電力有源濾波器的指令電流然后跟用于2次、4次諧波濾除的混合型電力有源濾波器的實際輸出電流i_fa(i_fb、i_fc)進行比較，其差值A_a(A_b、A_c)進行PID放大后與三角波信號進行比較，就可以得到控制諧波發生器的三組六個PWM脈寬調制信號，再經過IGBT驅動電路放大后就可以控制三相逆變器的6個IGBT工作，實現用于2次、4次諧波濾除的混合型電力有源濾波器的功能，IGBT驅動電路還用于驅動零序電力有源濾波器工作。

2.根據權利要求1所述的一種新型無功補償及諧波治理裝置，其特征在于：所述的無源濾波器中的各次濾波器由多個濾波器構成，根據系統總的無功需求確定Q_總，然后根據各次諧波電流大小確定各次無源濾波器的無功功率，計算出各組無源濾波器的電容的電量，根據公式計算出電感量；

如果無功功率容量Q大于60KVAR時就要對無源濾波器進行分組，然后按照分組后的無功功率來計算電容容量及電抗器的電感量。

3.根據權利要求1所述的一種新型無功補償及諧波治理裝置，其特征在于：零序電力有源濾波器的直流電源采用限流式穩壓開關電源。

4.根據權利要求1所述的一種新型無功補償及諧波治理裝置，其特征在于：單調諧無源濾波器采用調諧在7.1次基波頻率的單調諧無源濾波器。

5.根據權利要求1所述的一種新型無功補償及諧波治理裝置，其特征在于：由電壓電流互感器檢測到的三相電壓u_a、u_b、u_c，負荷側電流i_la、i_lb、i_lc，濾波器側三相電流i_fa、i_fb、i_fc及電源側三相電流i_sa、i_sb、i_sc經過信號調理電路后送入模數轉換器ADC中轉換為數字量。