[發明專利]基于有源濾波技術的電能質量治理系統

有效

• 申請號: 202010399525.2
• 申請日: 2020-05-13
• 公開（公告）號: CN111293697B
• 公開（公告）日: 2020-08-25
• 發明（設計）人: 祖軍;趙嵐;于勝濤
• 申請（專利權）人: 能科科技股份有限公司
• 主分類號: H02J3/01
• 分類號: H02J3/01
• 代理公司: 合肥正則元起專利代理事務所(普通合伙) 34160
• 代理人: 韓立峰

本發明公開了基于有源濾波技術的電能質量治理系統，用于解決電網上的很多設備會引起電網功率因數降低，諧波增大等電能質量以及如何通過對工作人員進行分析得到波形調整值，通過波形調整值使波形的線條進行調整，來解決現有的電網數據監控不能根據工作人員進行顯示調整的問題，包括有源濾波器；所述有源濾波器由有源電力濾波器模組和智能控制模組組成，通過實時檢測無功及諧波并能夠動態進行無功補償和諧波濾除，解決電能質量問題；通過對參數數據對應的波形的線條調整，方便工作人員進行更好查看。

技術領域

本發明涉及一種電能質量技術領域，具體為基于有源濾波技術的電能質量治理系統。

背景技術

在當前節能降耗的大背景下，電能質量日益收到人們的重視，在此形式下，電能質量治理市場近幾年保持快速增長，隨著工業節電產品的普及應用和智能電網的大力發展，面臨市場空間非常廣闊；

隨著技術的進步和成本的降低，電力電子設備的使用越來越廣泛，同時，電網上的很多設備會引起電網功率因數降低，諧波增大等電能質量問題。有源電力濾波器APF由于能夠實時檢測無功及諧波并能夠動態進行無功補償和諧波濾除，是解決電能質量問題的首選方案。

發明內容

本發明的目的就在于為了解決電網上的很多設備會引起電網功率因數降低，諧波增大等電能質量以及如何通過對工作人員進行分析得到波形調整值，通過波形調整值使波形的線條進行調整，來解決現有的電網數據監控不能根據工作人員進行顯示調整的問題，而提出基于有源濾波技術的電能質量治理系統；本發明通過實時檢測無功及諧波并能夠動態進行無功補償和諧波濾除，解決電能質量問題；通過對參數數據對應的波形的線條調整，方便工作人員進行更好查看。

本發明的目的可以通過以下技術方案實現：基于有源濾波技術的電能質量治理系統，包括有源濾波器；所述有源濾波器由有源電力濾波器模組和智能控制模組組成，所述智能控制模組包括接口板、人機界面模塊、DSP核心板、IO模塊、PWM控制模塊和主機監控模塊；所述接口板的兩個端口通過外部電流互感器CT1和外部電流互感器CT2接入電網上；接口板與DSP核心板連接，DSP核心板分別與人機界面模塊和PWM控制模塊電連接，人機界面模塊與IO模塊連接；

所述DSP核心板用于采集負載側電流、電源側電流和系統電壓并對其進行分析得到系統電壓前饋和系統輸出電抗前饋并將其輸入至PWM控制模塊；具體分析步驟為：

步驟一：負載側電流iL、電源側電流is和相電壓u經信號同步采樣模塊進行采樣，在一周期采樣結束后，則得到負載側電流，電源側電流和系統電壓的時間序列，分別采用FFT變換進行頻譜分析，得到它們各自的諧波頻率和大??；

步驟二：根據補償設定參數對需要進行濾除的諧波進行提??；負載側諧波電流和電源側諧波電流分別乘以復合控制參數KL和Ks后相加得到諧波指令電流；

步驟三：諧波指令電流經過啟動模塊后使得啟動時輸出電流勻加速增加；

步驟四：直流側電壓當前值與設定值之差經過PI調節后得到參數△ip，△ip與電壓基波相乘得到為了穩定直流側電壓需要吸收的有功電流，有功電流與經過緩啟動的諧波指令電流相加，再經過FFT逆變換，得到APF的輸出電流時間序列；通過直流側電壓均壓模塊將直流側設定電壓的1/2與上半部電容電壓實際值之差，經過PI調節后，得到零序分量，該零序分量作為APF輸出電流的一部分，使得直流側上下電容電壓相等；

步驟五：APF的輸出電流時間序列通過同步信號得到當前時刻的輸出電流值，與直流側電壓均壓模塊得到的零序分量相加后得到最終的指令電流值，該指令電流值與APF當前的輸出電流值之差經過數字PI控制器與重復控制器后疊加系統電壓前饋和系統輸出電抗前饋輸入至PWM控制模塊；PWM控制模塊控制PWM信號發生器發出控制信號給IGBT電能變換器使其產生一個和負載諧波大小相等、方向相反的補償電流注入到電網進行濾波；