一种有源滤波和无功补偿综合装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及电力电子领域的一种有源滤波和无功补偿综合装置。
【背景技术】
[0002]滤波和无功补偿综合装置是影响电网供电质量的重大问题，如果上述两个问题得不到解决，将严重影响供电安全。目前的电能质量控制装置，无法同时满足滤波和无功补偿的需求，即使能满足，也无法同时适用于三相平衡与不平衡系统，而且体积庞大，控制困难。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是为了克服现有技术的不足，提供一种有源滤波和无功补偿综合装置，其体积小，控制容易，并可同时适用于三相平衡与不平衡系统。
[0004]实现上述目的的一种技术方案是:一种有源滤波和无功补偿综合装置，设有与三相电源线上的三个相线对应的相有源滤波和无功补偿综合装置；
[0005]所述相有源滤波和无功补偿综合装置上设有四个IGBT开关，即IGBT开关SUIGBT开关S2、IGBT开关S3、IGBT开关S4 ;所述IGBT开关S4的负极连接所述IGBT开关S3的正极，所述IGBT开关S2的负极连接所述IGBT开关SI的正极，所述IGBT开关S3的负极连接所述IGBT开关SI的负极，所述IGBT开关S4的正极连接所述IGBT开关S2的正极；所述IGBT开关SI的负极和所述IGBT开关S4的正极之间连接有极性电容Cd，其中极性电容Cd的正极连接所述IGBT开关SI的负极，负极连接所述IGBT开关S4的正极；所述IGBT开关S1、所述IGBT开关S2、所述IGBT开关S3、所述IGBT开关S4形成了一个并联型的逆变器；
[0006]所述IGBT开关SI的正极和所述IGBT开关S3的正极之间设有依次连接的电感L1、电容Cl、电容C2、电容C3、电容C4和电感L2，其中所述电容C2和所述电容C3之间的连接点是接地的；
[0007]所述电容Cl和所述电容C2的之间连接点，与所述电容C3和所述电容C4之间的连接点之间，依次设有依次连接的电感L3、电容C5、电容C6和电感L4 ;其中所述电容C5和所述电容C6之间的连接点是接地的；
[0008]其中所述电感L3和所述电容C5之间的连接点连接火线，所述火线连接三相电源线中对应的相线；
[0009]所述电感L4和所述电容C6之间的连接点连接零线，所述零线连接三相电源线中的中性线，所述火线和所述零线之间设有若干组储能所述电容CO，每个所述储能所述电容上设有继电器K。
[0010]进一步的，所述有源滤波和无功补偿综合装置还设有控制器，所述控制器包括FPGA控制器、第一 DSP控制器，第二 DSP控制器、第三DSP控制器、信号触发装置、通信模块、IXD触摸屏、模拟信号采集器和模拟信号积分调理器，所述第一 DSP控制器，所述第二 DSP控制器、所述第三DSP控制器、所述信号触发装置和所述通信模块均连接所述FPGA控制器，所述模拟信号积分调理器连接所述第一 DSP控制器，所述LCD触摸屏连接所述第三DSP控制器，所述模拟信号采集器连接所述模拟信号积分调理器。
[0011]进一步的，所述模拟信号采集器用于采集网侧三相交流电压信号，网侧三相交流电流信号，三相直流电压信号以及三相交流电压信号；
[0012]所述模拟信号积分调理器用于将三相交流电压信号、三相交流电流信号、三相直流电压信号和三相直流电流信号转变成可以输入所述FPGA控制器、所述第一 DSP控制器和所述第二 DSP控制器的波形。
[0013]进一步的，所述第一 DSP控制器根据网侧三相交流电压信号，网侧三相交流电流信号，生成控制三个所述逆变器上各IGBT开关所需的PWM控制量；所述第二 DSP控制器进行锁相环的跟踪，并计算需要补偿的谐波电流及无功功率；所述FPGA控制器将所述PWM控制量转换成PWM脉冲信号，并通过所述信号触发装置输出。
[0014]进一步的，所述第三DSP控制器对所述IXD触摸屏进行显示控制，同时所述IXD触摸屏通过所述第三DSP控制器实现其控制按钮的功能。
[0015]进一步的，所述通信模块为CAN通信模块、RS485通信模块，或者RS232通信模块。
[0016]采用了本发明的一种有源滤波和无功补偿综合装置的技术方案，包括与三相电源线的三个相线对应的相有源滤波和无功补偿综合装置；相有源滤波和无功补偿综合装置上设有相互并设置的IGBT开关SI和S2，IGBT开关S3和S4，以及极性电容Cd，IGBT开关SI和S3的正极之间设有依次连接的电感L1、电容Cl?C4和电感L2 ；电容Cl和C2的之间连接点，与电容C3和C4之间的连接点之间，依次设有依次连接的电感L3、电容C5?C6和电感L4 ;其中电感L3和电容C5之间的连接点连接火线，火线连接三相电源线中对应的相线；电感L4和电容C6之间的连接点连接零线，零线连接三相电源线中的中性线，火线和零线之间设有若干组储能电容CO，每个储能电容上设有继电器K。其技术效果是:其体积小，并可同时适用于三相平衡与不平衡系统。
【附图说明】
[0017]图1为本发明的一种有源滤波和无功补偿综合装置的结构示意图。
[0018]图2为本发明的一种有源滤波和无功补偿综合装置中的控制器的结构示意图。
[0019]图3为本发明的一种有源滤波和无功补偿综合装置中的控制器中第一 DSP控制器的工作流程图。
[0020]图4为本发明的一种有源滤波和无功补偿综合装置中的控制器中第二 DSP控制器的锁相环流程图。
【具体实施方式】
[0021]请参阅图1至图4，本发明的发明人为了能更好地对本发明的技术方案进行理解，下面通过具体地实施例，并结合附图进行详细地说明:
[0022]请参阅图1，本发明的一种有源滤波和无功补偿综合装置，设有与三相电源线上的三个相线对应的相有源滤波和无功补偿综合装置，即a相有源滤波和无功补偿综合装置，b相有源滤波和无功补偿综合装置和c相有源滤波和无功补偿综合装置。
[0023]每个所述相有源滤波和无功补偿综合装置上设有四个IGBT开关，S卩IGBT开关S1、IGBT开关S2、IGBT开关S3、IGBT开关S4。其中IGBT开关S4的负极连接IGBT开关S3的正极，IGBT开关S2的负极连接IGBT开关SI的正极，IGBT开关S3的负极连接IGBT开关SI的负极，IGBT开关S4的正极连接IGBT开关S2的正极。同时，IGBT开关SI的负极和IGBT开关S4的正极之间连接有极性电容Cd，其中极性电容Cd的正极连接IGBT开关SI的负极，正极连接IGBT开关S4的正极。IGBT开关SUIGBT开关S2、IGBT开关S3、IGBT开关S4和极性电容Cd形成了一个并联型的逆变器。
[0024]同时，IGBT开关SI的正极和IGBT开关S3的正极之间设有无源L-C滤波网络。即:
[0025]IGBT开关SI的正极和IGBT开关S3的正极之间设有依次连接的电感L1、电容Cl、电容C2、电容C3、电容C4和电感L2，其中电容C2和电容C3之间的连接点是接地的。
[0026]电容Cl和电容C2的之间连接点，与电容C3和电容C4之间的连接点之间，依次设有依次连接的电感L3、电容C5、电容C6和电感L4。其中电容C5和电容C6之间的连接点是接地的。
[0027]其中电感L3和电容C5之间的连接点连接火线，所述火线连接三相电源线中对应的相线，即a相有源滤波和无功补偿综合装置中的火线连接三相电源线中的a相线，b相有源滤波和无功补偿综合装置中的火线连接三相电源线中的b相线，c相有源滤波和无功补偿综合装置中的火线连接三相电源线中的c相线。
[0028]其中电感L4和电容C6之间的连接点连接零线，所述零线连接三相电源线中的中性线，所述火线和所述零线之间设有若干组储能电容CO，每个所述储能电容上设有继电器K。
[0029]本发明的一种有源滤波和无功补偿综合装置中的三个相有源滤波和无功补偿综合装置均是由并联型逆变器，结合大容量的无源LC滤波网络组成的。该结构中所述逆变器承担消除谐波及阻尼无源LC滤波网络与线路阻抗产生谐振的任务，从而使谐波治理部分的电流、电压额定值大大减少，降低了装置的成本和体积。同时，由于a相有源滤波和无功补偿综合装置，b相有源滤波和无功补偿综合装置和c相有源滤波和无功补偿综合装置采用了完全相同的结构，使得发明的一种有源滤波和无功补偿综合装置可运行于三相平衡与不平衡系统，可补偿中性线电流，降低了控制的复杂度。
[0030]本发明的一种有源滤波和无功补偿综合装置中，控制器I包括FPGA控制器11、第一 DSP控制器12，第二 DSP控制器13、第三DSP控制器14、信号触发装置15、通信模块16、IXD触摸屏17、模拟信号采集器18和模拟信号积分调理器19。第一 DSP控制器12，第二DSP控制器