混合型智能滤波补偿装置的制造方法

文档序号:10897348
混合型智能滤波补偿装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型是一种用于电力系统变电技术领域的混合型智能滤波补偿装置。它由中央控制单元、谐波/无功发生系统、滤波补偿系统组成,中央控制单元连接谐波/无功发生系统和滤波补偿系统;滤波补偿系统连接有投切接触器KM1、电容器和电抗器;谐波/无功发生系统连接有PWM变流系统、控制系统、直流侧支撑电容、连接电感。它利用中央控制单元控制滤波补偿系统、谐波/无功发生系统,实现谐波滤除及无功功率补偿的双重目的。滤波补偿系统和谐波/无功发生系统均采用标准模块化结构,方便拆卸及更换。本实用新型具有结构简单、运行可靠、效果优异、性价比高的优点。
【专利说明】
混合型智能滤波补偿装置
技术领域
[0001 ]本实用新型属于一种用于电力系统的混合型智能滤波补偿装置。
【背景技术】
[0002]在电力系统中,对于谐波治理和无功功率的补偿,常用的设备为有源滤波补偿装置和无源滤波补偿装置。有源滤波补充技术是基于电压源逆变器的电力电子谐波滤除及无功补偿装置,既可以补偿谐波电流,也可补偿无功电流;无源滤波补偿技术是利用LC串联谐振原理,为设定次数的谐波电流提供通道,达到滤除谐波的目的,同时在基波频率处,提供系统所需的无功功率。无源滤波补偿装置因其原理、结构简单、维护方便得到了广泛的应用,但其治理效果不够理想,仅能设置有限的滤波补偿支路,对于频带范围较宽的谐波,其吸收能力有限;适应性较差,滤波效果与系统有关,当系统发生变化时,滤波效果及安全运行都将受到极大影响;采用无源滤波补偿时,其补偿是有级的,不能无级投切,无法满足高精度的补偿要求。有源滤波补偿装置采用大功率三相电压型换流器,通过调节其输出电压幅值与相位,使换流器吸收或发出满足要求的谐波电流或无功电流,实现动态无功补偿和治理谐波的目的;与无源滤波补偿装置相比,可实现快速无级补偿的目标,补偿精度高,响应速度快;对于谐波而言,可对一定频带范围内的谐波电流具有很好的滤除效果;采用有源滤波补偿,虽然具有上述诸多优点,但是其造价高,运行维护成本高,因此广泛推广局限性很大。

【发明内容】

[0003]本实用新型的目的是要提供一种混合型智能滤波补偿装置,各部分模块互相独立且具有通用性,拆卸方便,便于现场更换,调节容量更方便,现场适用性更强。
[0004]本实用新型解决问题的技术方案是:它由中央控制单元、谐波/无功发生系统、滤波补偿系统组成的混合型智能滤波补偿装置,中央控制单元分别连接谐波/无功发生系统、滤波补偿系统;谐波/无功发生系统设置有连接电感、PWM变流系统、直流侧支撑电容;滤波补偿系统设置有依次连接的投切接触器KM1、电容器和电抗器,中央控制单元的输入信号来自系统母线进线处的电流取样信号和电压取样信号。
[0005]中央控制单元包括用于采集电力系统中的电压取样信号、电流取样信号的信号接收单元;用于对信号接收单元传递的信号进行处理以发出控制指令的信号处理单元。
[0006]控制指令包括用于对谐波/无功发生系统的输出进行控制的控制指令一、用于对滤波补偿系统的投切进行控制的控制指令二。
[0007]谐波/无功发生系统与滤波补偿系统并联连接于系统母线,中央控制单元可以同时控制谐波/无功发生系统和滤波补偿系统,中央控制单元与谐波/无功发生系统之间采用闭环控制,中央控制单元与滤波补偿系统间采用开环控制。中央控制单元可以对谐波/无功发生系统和滤波补偿系统进行投切控制。滤波补偿系统的投切控制采用大步长,优先有级控制;谐波/无功发生系统的控制采用无级投切,对滤波补偿系统的补偿盲点进行补偿。
[0008]滤波补偿系统由一组或多组3次、5次、7次、11次滤波补偿支路组成。
[0009]谐波/无功发生系统中的连接电感与PWM变流系统串联、直流侧支撑电容并接于PWM变流系统两端。
[0010]Pmi变流系统由IGBT组成的三相三电平结构逆变器。中央控制单元所需的电流取样信号和电压取样信号均取自所在系统的电源侧。
[0011]本实用新型能够有效地解决无源滤波补偿装置的适应性差,滤波补偿效果差的缺陷;以及有源滤波补偿装置运行维护成本高,造价高的不足;以较适宜的性价比,实现快速、高精度的滤波及补偿目的,且不受系统改变的影响,具有很强的自适应性。在结构设计上,本实用新型采用模块化结构形式,谐波/无功发生系统和滤波补偿系统可根据实际使用要求自由组合,以最小的投资解决问题,各部分模块互相独立且具有通用性,拆卸方便,便于现场更换,调节容量更方便,现场适用性更强。本实用新型具有结构简单、运行可靠、效果优异、性价比高的优点。
【附图说明】
[0012]图1是本实用新型的电路方框图。
[0013]图中,1、中央控制单元,2、谐波/无功发生系统,3、滤波补偿系统,4、PWM变流系统,
5、直流侧支撑电容,6、连接电感,7、投切接触器KMl,8、电容器,9、电抗器,10、电流取样信号,11、电压取样信号。
【具体实施方式】
[0014]下面结合图1提供的实施例分三个部分对本实用新型进一步说明。
[0015]第一,组成结构。
[0016]本实用新型包括:中央控制单元(I),谐波/无功发生系统(2),滤波补偿系统(3),电流取样信号(10),电压取样信号(11)。
[0017]中央控制单元(I)通过信号接收单元对接收到的电压取样信号(11)、电流取样信号(10)进行整理、放大后送入信号处理单元,信号处理单元根据对接收到的信号进行运算、分离,得到取样电流信号(10)中无功电流及谐波电流的幅值、相位,并依此计算出需要装置提供的谐波电流值及无功电流值,发出满足要求的控制指令一和控制指令二,其中控制指令一用于控制谐波/无功发生系统的PffM变流系统(4),产生相应的谐波电流或无功电流,满足系统要求;控制指令二控制滤波补偿系统各支路的投入或切除,与谐波/无功发生系统相配合,输出满足要求的无功补偿容量。
[0018]谐波/无功发生系统(2)包括:PWM变流系统(4),直流侧支撑电容(5),连接电感
(6)ο
[0019]滤波补偿系统(3)包括:投切接触器KMl (7),电容器(8),电抗器(9)。
[0020]第二,电路原理。
[0021]电源接入装置相应的进线位置,电流取样信号(10)、电压取样信号(11)接入中央控制单元(I),中央控制单元根据采集到的电压、电流信号对系统的电能质量状态进行分析,得出各次谐波次数及含量、无功功率需求量,依此发出相应的控制指令,控制谐波/无功发生系统(I)的PffM变流系统(4),以产生系统需要的谐波电流或无功电流;另一路控制指令控制控制滤波补偿系统(3)的投切接触器KMl (7),控制各支路的投入或切除。
[0022]第三,控制原理。
[0023]中央控制单元I的控制分两路,分别对谐波/无功发生系统(2)和滤波补偿系统(3)进行控制。滤波补偿系统(3)通过中央控制单元(I)控制投切接触器KM1(7)的通断,负责大容量的无功补偿和指定次数的谐波滤除;谐波/无功发生系统(2)通过中央控制单元(I)控制PWM变流系统(4)的输出相位及大小,对滤波补偿系统(3 )无法满足的快速变化的谐波电流或无功电流进行补偿,以及滤波补偿系统(3)无法兼顾的小容量无功电流的补偿,从时间和容量上满足补偿的精度。中央控制单元对谐波/无功发生系统的控制采用闭环控制,将发生的谐波/无功电流与实际需要的谐波/无功电流进行比较、修正,以达到最佳的补偿效果。
【主权项】
1.一种混合型智能滤波补偿装置,其特征在于:它由中央控制单元(I)、谐波/无功发生系统(2)、滤波补偿系统(3)组成,中央控制单元(I)分别连接谐波/无功发生系统(2)和滤波补偿系统(3),谐波/无功发生系统(2 )由PWM变流系统(4)、直流侧支撑电容(5)、连接电感(6)组成,滤波补偿系统(3)设置有依次连接的投切接触器KM1(7)、电容器(8)和电抗器(9)。2.根据权利要求1所述的混合型智能滤波补偿装置,其特征是:中央控制单元(I)包括用于采集电力系统中的电压取样信号(11)、电流取样信号(10)的信号接收单元;用于对信号接收单元传递的信号进行处理以发出控制指令的信号处理单元。3.根据权利要求1所述的混合型智能滤波补偿装置,其特征是:谐波/无功发生系统(2)与滤波补偿系统(3)并联联接。4.根据权利要求1所述的混合型智能滤波补偿装置,其特征是:滤波补偿系统(3)由一组或多组3次、5次、7次、11次滤波补偿支路组成。5.根据权利要求1所述的混合型智能滤波补偿装置,其特征是:谐波/无功发生系统中的连接电感(6)与PffM变流系统(4)串联、直流侧支撑电容(5)并接于PffM变流系统(4)两端。6.根据权利要求1所述的混合型智能滤波补偿装置,其特征是:PffM变流系统(4)由IGBT组成的三相三电平结构逆变器。7.根据权利要求1所述的混合型智能滤波补偿装置,其特征是:中央控制单元(I)所需的电流取样信号(10)和电压取样信号(11)均取自所在系统的电源侧。
【文档编号】H02J3/01GK205583691SQ201620288301
【公开日】2016年9月14日
【申请日】2016年4月8日
【发明人】侯杰, 谢远伟, 李超, 江波
【申请人】湖北中盛电气有限公司
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