一种谐波能量提取系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及电网节能设备，特别涉及一种谐波能量提取系统。
【背景技术】
[0002]电力系统总会出现各种各样的电能质量问题，电力系统受到的“谐波污染”越来越严重。谐波是以波形畸变为特征的稳态电能质量问题。也是电能质量问题中很典型的问题。电力系统中的谐波是指电压电流在波形、相位上跟基波值的不一致现象，谐波的频率一般是基波频率的η倍。一般而言，谐波问题的引起可以主要归结为以下几个方面。
[0003]1.由系统本身所产生。发电机的励磁绕组磁场很难做到完全正弦分布，励磁电流也容易受到一些参数影响，另外，铁芯绕组以及发电机的其他结构也跟理想情况有偏差，而且由于发电机的能量输入即工作情况也是有波动的。所以其输出电压波形与任意工作瞬间也可能与基波波形有所不同。2.冲击类及整流类等非线性负荷增多。经济的发展必然离不开工业和交通等各方面发展，因此工业中的电弧炉、各种轧钢机、和电气化铁路增速不容小视。这些场合的负荷都有较大波动性。在运行中，不仅可能会带来电压波动、电压暂降等还可能会引入大量的谐波。其中，整流类负荷还具有一些明显特点，例如在6脉波的三相桥式整流装置场合大量存在5次、7次等奇次谐波，谐波频率越高其幅值越小。3.其他情况也会影响电能质量。除了工业生产与交通等方面能带来电能质量问题，生活用电也可能会产生电能质量问题。日本国内的调查研宄表明，电网谐波约有30%来自于商业、居民用电系统。
[0004]如果不加治理和改善，这些问题随着电力系统规模不断扩大与网络结构复杂化将会越来越严重。
【发明内容】
[0005]有鉴于此，本实用新型的目的是提供一种谐波能量提取系统。
[0006]本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的，一种谐波能量提取系统，包括连接在信号源Us与谐波源之间的谐波通路，信号调理电路和谐波补偿模块，其中，所述谐波通路包括电容C、电阻R、电感L和互感器，电容C的一端连接于信号源1与谐波源之间的线路上，电容C的另一端依次串联电阻R、电感L和互感器，互感器的接地端接地；所述信号调理电路连接于互感器的输出端，信号调理电路的输出端外接负载；所述谐波补偿模块包括变压器Τ、基波电流检测模块、电流PWM控制与驱动模块和逆变模块，变压器T的原边连接于信号源Us与谐波源之间，变压器T的副边并联于逆变模块的两个桥臂之间，基波电流检测模块的输入端通过电流互感器了仏与变压器T的原边连接，基波电流检测模块的输出端与电流PWM控制与驱动模块的输入端连接，电流PWM控制与驱动模块的另一输入端通过电流互感器TA2连接变压器T的副边，电流PWM控制与驱动模块的输出端与逆变模块的控制端连接。
[0007]由于采用了上述技术方案，本实用新型具有如下的优点:
[0008]I)本实用新型在特定的谐波负载的线路中增加谐波通路，实现了线路电能质量的提高以及谐波损耗的减小。
[0009]2)本实用新型设置补偿模块，迫使更多的谐波电能流向谐波通路。
【附图说明】
[0010]为了使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型作进一步的详细描述。
[0011]图1为本实用新型结构原理图；
[0012]图2为信号调理电路的结构框图；
[0013]图3为互感器的一种结构示意图；
[0014]图4为图3所示互感器正面府视图；
[0015]图中:1-第一电极；2_第二电极；3_铜带；4_引出端；5_信号调理电路；6_基波电流检测模块；7_电流PWM控制与驱动模块；8_逆变模块；9_互感器；10_差动放大模块；5.1-保护模块；5.2-整流模块；5.3-滤波模块；5.4-稳压模块。
【具体实施方式】
[0016]以下将结合附图，对本实用新型的优选实施例进行详细的描述；应当理解，优选实施例仅为了说明本实用新型，而不是为了限制本实用新型的保护范围。
[0017]如图1所示，谐波能量提取系统，包括连接在信号源Us与谐波源之间的谐波通路，信号调理电路5和谐波补偿模块，其中，所述谐波通路包括电容C、电阻R、电感L和互感器9，电容C的一端连接于信号源Us与谐波源之间的线路上，电容C的另一端依次串联电阻R、电感L和互感器9，互感器9的接地端接地；所述信号调理电路5连接于互感器9的输出端，信号调理电路5的输出端外接负载。
[0018]为了迫使更多的谐波电能流向谐波通路，本实用新型设置了谐波补偿模块，通过有源逆变与控制，向变压器二次侧投入基波电流，实现基波磁通补偿。将串联变压器一次绕组串联在电网线路中，二次侧与电压型逆变器相连。最主要的部分是两个分别用来检测系统中基波电流和逆变器输出电流。大电容Cd主要用来提供逆变器直流电压。在电流控制电路部分的准确跟踪控制下，逆变器电路部分将向二次侧注入基波补偿电流。其原理图如图1所示。
[0019]基于上述原理，该系统中的谐波补偿模块包括变压器T、基波电流检测模块6、电流PWM控制与驱动模块7 (使用芯片型号为CR6850C和1298η)和逆变模块8 (使用芯片型号为MUBW15-12A7)，变压器T的原边(Α和X)连接于信号源Us与谐波源之间，变压器T的副边(a和X)并联于逆变模块8的两个桥臂(c和d)之间，基波电流检测模块6的输入端通过电流互感器了仏与变压器T的原边连接，用于检测原边电流，基波电流检测模块6的输出端与电流PWM控制与驱动模块7的输入端连接，用于将检测到的电流输入到电流PWM控制与驱动模块7，电流PWM控制与驱动模块7的另一输入端通过电流互感器TA2连接变压器T的副边，用于检测副边电流，电流PWM控制与驱动模块7的输出端与逆变模块8的控制端连接，PWM控制与驱动模块7根据原边电流和副边电流控制逆变器模块的工作状态。具体地，所述谐波补偿模块还包括并联于变压器T副边的电容Cd，和串联在变压器T副边与逆变模块8的任一桥臂之间的电感Ld。
[0020]如图2