专利名称：混合频率控制谐波电流发生装置的制作方法
技术领域：
本发明属于动态电能质量控制技术领域，特别是提供了一种混合频率控制谐波电流发生装置。
背景技术：
电力系统中谐波会导致用电设备发热、损耗增大、振动增加、噪声加大等危害，有必要进行治理。而用于各种治理设备补偿效果验证的谐波电流发生装置却存在谐波频带窄、容量小、精度低、调节繁琐等问题。本发明公开的一种混合频率控制谐波电流发生装置，由高频谐波恒流源和低频电压源混合构成混合频率谐波电流发生装置，谐波带宽高、容量大、控制精度好、调节方便。本发明的优点在于装置显著扩大了谐波电流发生的范围，降低了装置总体开关损耗，实现了不同频率模块间的解耦控制，改善了电力电子器件的工作条件，提高了可靠性。
发明内容
本发明的目的在于提供一种混合频率控制谐波电流发生装置，用于中低压配电网动态电能质量控制。它基于控制不同含量的高低频谐波电流的叠加实现预先设定谐波波形的发生。本发明包括单相整流变压器1，PWM整流H桥模块2，放电支路3，低频级联H桥模块4，高频H桥模块5，高频连接电抗6，低频连接电抗7和系统接入点8。单相整流变压器1将交流电源降压后，分别通过N(N的取值范围是3 1 个低压绕组对N个PWM整流H桥模块2进行充电，建立起直流母线电压。每个PWM整流H桥模块的直流母线上并联了放电支路3。N个PWM整流H桥模块分为两组，其中一组由一个PWM 整流H桥模块组成，其直流母线连接高频H桥模块5的输入端，另一组由N-I个PWM整流H 桥模块组成，它们的直流母线分别连接到N-I个低频级联H桥模块4的输入端。高频H桥模块5的一个输出端A通过高频连接电抗6后，与低频连接电抗器7的B点相连，然后一起连接至系统接入点8，高频H桥模块5的另一端和低频连接电抗器7的C点相连。低频级联 H桥模块4由N-I个单相H桥模块串联构成，串联输出的一端连接到低频连接电抗器7的C 点，另一端连接到中性点D。高频H桥模块5产生11 31次谐波电流，低频级联H桥模块4产生2 10次谐波电压，分别通过高频连接电抗6和低频连接电抗7在系统接入点8处形成谐波电流的叠加输出。单相整流变压器1将交流电源降压后，分别通过N个低压绕组对N(N的取值范围为3 1 个PWM整流H桥模块2进行充电，建立起直流母线电压。每个PWM整流H桥模块的直流母线上并联了放电支路3，当直流母线出现过电压时，放电支路3迅速放电，控制直流母线电压不过限，保护电力电子器件的安全。N个PWM整流H桥模块分为两组，其中一组由一个PWM整流H桥模块组成，其直流母线连接高频H桥模块5的输入端，另一组由N-I个PWM整流H桥模块组成，它们的直流母线分别连接到N-I个低频级联H桥模块4的输入端。高频H桥模块5的一个输出端A通过高频连接电抗6后，与低频连接电抗器7的B点相连，然后一起连接至系统接入点8，高频H桥模块5的另一端和低频连接电抗器7的C点相连。低频级联H桥模块4由N-I个单相H桥模块串联构成，串联输出的一端连接到低频连接电抗器7的C点，另一端连接到中性点D。本发明提出的一种混合频率控制谐波电流发生装置的工作原理为，单相整流变压器将交流电源降压隔离后，分别通过N个低压绕组对N个PWM整流H桥模块进行充电，建立起直流母线电压。每个PWM整流H桥模块的直流母线上并联了放电支路，当直流母线出现过电压时，放电支路迅速放电，控制直流母线电压不过限，从而保护电力电子器件的安全。N 个PWM整流H桥模块分为两组，其中一组由一个PWM整流H桥模块组成，其直流母线连接高频H桥模块的输入端，另一组由N-I个PWM整流H桥模块组成，它们的直流母线分别连接到 N-I个低频级联H桥模块的输入端。高频H桥模块5根据控制指令基于滞环电流控制算法， 作为恒流源产生11-31次高次谐波电流，通过高频连接电抗6接到系统接入点8处；低频级联H桥模块4根据控制指令基于载波移相控制算法，作为恒压源产生2-10次较低次的谐波电压，谐波电压通过低频连接电抗7连接到系统接入点8上，产生对应的2-10次谐波电流， 和高频H桥模块产生的11-31次谐波电流在系统接入点8处相叠加，形成最终产生的总谐波电流。本发明的优点在于装置显著扩大了谐波电流发生的范围，降低了装置总体开关损耗，实现了不同频率模块间的解耦控制，改善了电力电子器件的工作条件，提高了可靠性。
图1为本发明的一种混合频率控制谐波电流发生装置主电路拓扑图。其中，单相整流变压器1，PWM整流H桥模块2，放电支路3，低频级联H桥模块4，高频H桥模块5，高频连接电抗6，低频连接电抗7、系统接入点8。
具体实施例方式本发明提出的一种混合频率控制谐波电流发生装置主电路结构图如附图1所示， 由单相整流变压器1，PWM整流H桥模块2，放电支路3，低频级联H桥模块4，高频H桥模块 5，高频连接电抗6，低频连接电抗7和系统接入点8组成。单相整流变压器1将交流电源降压后，分别通过N个低压绕组对N个PWM整流H 桥模块2进行充电，建立起直流母线电压。每个PWM整流H桥模块的直流母线上并联了放电支路3。N个PWM整流H桥模块分为两组，其中一组由一个PWM整流H桥模块组成，其直流母线连接高频H桥模块5的输入端，另一组由N-I个PWM整流H桥模块组成，它们的直流母线分别连接到N-I个低频级联H桥模块4的输入端。高频H桥模块5的一个输出端A通过高频连接电抗6后，与低频连接电抗器7的B点相连，然后一起连接至系统接入点8，高频H 桥模块5的另一端和低频连接电抗器7的C点相连。低频级联H桥模块4由N-I个单相H 桥模块串联构成，串联输出的一端连接到低频连接电抗器7的C点，另一端连接到中性点D。
权利要求
1.一种混合频率控制谐波电流发生装置，其特征在于，包括单相整流变压器(1)，PWM 整流H桥模块(2)，放电支路(3)，低频级联H桥模块(4)，高频H桥模块(5)，高频连接电抗 (6)，低频连接电抗(7)和系统接入点⑶；单相整流变压器⑴将交流电源降压后，分别通过N个低压绕组对N个PWM整流H桥模块(2)进行充电，建立起直流母线电压；每个PWM整流H桥模块的直流母线上并联了放电支路(3) ；N个PWM整流H桥模块分为两组，其中一组由一个PWM整流H桥模块组成，其直流母线连接高频H桥模块(5)的输入端，另一组由N-I 个PWM整流H桥模块组成，它们的直流母线分别连接到N-I个低频级联H桥模块(4)的输入端；高频H桥模块(5)的一个输出端A通过高频连接电抗(6)后，与低频连接电抗器(7) 的B点相连，然后一起连接至系统接入点(8)，高频H桥模块(5)的另一端和低频连接电抗器⑵的C点相连；低频级联H桥模块(4)由N-I个单相H桥模块串联构成，串联输出的一端连接到低频连接电抗器(7)的C点，另一端连接到中性点D ；高频H桥模块(5)产生11 31次谐波电流，低频级联H桥模块(4)产生2 10次谐波电压，分别通过高频连接电抗(6) 和低频连接电抗(7)在系统接入点(8)处形成谐波电流的叠加输出。
2.按照权利要求1所述的装置，其特征在于，N的取值范围3 15。
全文摘要
一种混合频率控制谐波电流发生装置，属于动态电能质量控制技术领域。由单相整流变压器(1)，PWM整流H桥模块(2)，放电支路(3)，低频级联H桥模块(4)，高频H桥模块(5)，高频连接电抗(6)，低频连接电抗(7)和系统接入点(8)组成。高频H桥模块(5)产生11～31次谐波电流，低频级联H桥模块(4)产生2～10次谐波电压，分别通过高频连接电抗(6)和低频连接电抗(7)在系统接入点(8)处形成谐波电流的叠加输出。本发明的优点在于装置显著扩大了谐波电流发生的范围，降低了装置总体开关损耗，实现了不同频率模块间的解耦控制，改善了电力电子器件的工作条件，提高了可靠性。
文档编号H02J3/01GK102185317SQ20111011336
公开日2011年9月14日 申请日期2011年5月4日 优先权日2011年5月4日
发明者单任仲, 安勇, 尹忠东, 朱小帆, 李勇钢, 李鹏 申请人:华北电力大学, 山东电力集团公司日照供电公司