一种具有监测优化模组的电能质量优化配电装置的制作方法

1.本实用新型涉及电能优化领域，特别是涉及一种具有监测优化模组的电能质量优化配电装置。


背景技术：

2.随着经济与科技的飞速发展，现代电网及其负荷构成出现许多新的变化，由此带来的电能质量问题引起了电力系统和电力用户的高度重视。一方面，大量非线性、波动性和冲击性负荷的使用，导致电网出现了诸如波形畸变、电压闪变、电压暂降等多种电能质量问题，特别是近年来高速铁路、汽车制造、炼钢设备、工业变频电源以及风电、光伏分布电源(dg)等新型电源和新型负荷的快速发展，使得配电网的电能质量面临严重挑战，电能质量问题日趋严重。另一方面，人们所使用的精密和复杂电子设备要求高质量和高可靠性的电能供应，敏感负荷及设备逐渐增多，对传统的电网谐波、三相不平衡和暂态的电压骤升、暂降和瞬态过电压等电能质量要求不断提高。特别是在重要的工业生产过程中，供电的中断或波动将带来巨大的经济损失。因此，中低压配网中的电能质量问题日益突出。
3.现有技术存在以下不足：现有技术的配电装置大多不能实现对配电台区运行状态实时监测，且针对三相不平衡调整、动态无功补偿、电压支撑以及谐波抑制的问题不能很好地处理，从而整体实用性较差。


技术实现要素：

4.为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：一种具有监测优化模组的电能质量优化配电装置，包括智能感知模块、igbt、电压采集模块、dsp、a/d转换、fpga、判断模块、电流输出模块以及逆变器；
5.智能感知模块用于对配电台区运行状态的智能全景感知与实时监测；
6.igbt用于对电路中的三相电流值进行准确采集；
7.判断模块对电压是否超过设定值的情况进行有效判断；
8.逆变器用于接收fpga产生的pwn信号，并且产生电流。
9.优选的，所述智能感知模块输出端与igbt输入端以及电压采集模块输入端均电性连接。
10.优选的，所述igbt输出端与dsp输入端电性连接，所述dsp输出端与igbt输入端电性连接。
11.优选的，所述电压采集模块输出端与a/d转换输入端电性连接，所述a/d转换输出端与dsp输入端电性连接，所述dsp输出端与判断模块输入端电性连接，所述判断模块输出端与电流输出模块输入端电性连接。
12.优选的，所述fpga输出端与逆变器输入端电性连接，所述逆变器输出端与igbt输入端电性连接。
13.优选的，所述电压超过设定值上限，电流输出模块将输出感性电流，所述电压值低
于设定值下限，电流输出模块将输出容性电流。
14.与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：
15.通过智能感知模块对配电台区运行状态的智能全景感知与实时监测，通过igbt、电压采集模块、dsp、a/d转换、fpga、判断模块、电流输出模块以及逆变器之间的相互配合，对三相不平衡调整、动态无功补偿、电压支撑以及谐波抑制的问题很好地处理，从而提高配电装置的整体实用性。
附图说明
16.图1为本实用新型的整体结构示意图。
17.图2为本实用新型三相负荷不平衡自动调整的模块示意图。
18.图3为本实用新型动态无功补偿以及谐波抑制的模块示意图。
19.图4为本实用新型电压支撑的模块示意图。
20.其中，附图标记对应的名称为：
21.1、智能感知模块；2、igbt；3、dsp；4、fpga；5、逆变器；6、电压采集模块；7、a/d转换；8、判断模块；9、电流输出模块。
具体实施方式
22.下面结合附图说明和实施例对本实用新型作进一步说明，本实用新型的方式包括但不仅限于以下实施例。
23.请参略说明书附图1至图4所示，一种具有监测优化模组的电能质量优化配电装置，包括智能感知模块1、igbt2、电压采集模块6、dsp3、a/d转换7、fpga4、判断模块8、电流输出模块9以及逆变器5；
24.智能感知模块1用于对配电台区运行状态的智能全景感知与实时监测；
25.igbt2用于对电路中的三相电流值进行准确采集；
26.判断模块8对电压是否超过设定值的情况进行有效判断；
27.逆变器5用于接收fpga4产生的pwn信号，并且产生电流；
28.智能感知模块1输出端与igbt2输入端以及电压采集模块6输入端均电性连接，igbt2输出端与dsp3输入端电性连接，dsp3输出端与igbt2输入端电性连接，电压采集模块6输出端与a/d转换7输入端电性连接，a/d转换7输出端与dsp3输入端电性连接，dsp3输出端与判断模块8输入端电性连接，判断模块8输出端与电流输出模块9输入端电性连接，fpga4输出端与逆变器5输入端电性连接，逆变器5输出端与igbt2输入端电性连接，电压超过设定值上限，电流输出模块9将输出感性电流，电压值低于设定值下限，电流输出模块9将输出容性电流。
29.实施例1
30.智能感知模块1，可对配电台区各级低压开关、分支线路状态监测以及电能量数据同步采集，实现低压支路、用户停电、异常运行工况主动上报、台区拓扑自动识别等功能应用，全面实现对配电台区运行状态的智能全景感知与实时监测。
31.实施例2
32.三相负荷不平衡自动调整：igbt2在三相电源中可以在任何幅值、任何角度下导
通，对电路中的三相电流值进行准确采集，采集结果被dsp3进行处理，计算出三相电流不平衡度以及实际需要调整的电流值，然后再由fpga4产生pwm控制信号，对igbt2元件的动作进行驱动，并输出相应的补偿电流到系统中，最终实现对三相负荷不平衡的有效调整，达到三相负荷平衡状态。
33.实施例3
34.动态无功补偿：通过对配网中的有功电流进行采集，利用采集结果计算出无功电流的分量，再由fpga4输出一个pwm控制信号，逆变器5在pwm信号的驱动下，产生一个和无功电流大小相当但电流方向相反的电流，并将此电流输入到电网中，实现较为完美的功率因数补偿。
35.实施例4
36.电压支撑：通过电压采集模块6对电压进行采样，继而进行a/d转换7，将转换结果送入内部dsp3中，从而对电压是否超过设定值的情况进行有效判断；电压超过设定值上限时，电流输出模块9将输出感性电流，实现降低电压的效果，如果电压值低于设定值下限，电流输出模块9将输出容性电流，实现提升电压的效果，最终使配网中各相电压保持在合理的范围之内，维持电网的稳定运行。
37.实施例5
38.谐波抑制：通过igbt2对线路电流信号采集，利用采集结果通过dsp3计算出基波和各次谐波分量，再由fpga4输出一个pwm控制信号，逆变器5在pwm信号的驱动下，产生一个和谐波电流大小相当但方向相反的同频次电流，并将此电流输入到电网中，实现谐波补偿和抑制。
39.上述实施例仅为本实用新型的优选实施方式之一，凡在本实用新型的主体设计思想和精神上作出的毫无实质意义的改动或润色，其所解决的技术问题仍然与本实用新型一致的，均应当包含在本实用新型的保护范围之内。


技术特征：
1.一种具有监测优化模组的电能质量优化配电装置，其特征在于，包括智能感知模块(1)、igbt(2)、电压采集模块(6)、dsp(3)、a/d转换(7)、fpga(4)、判断模块(8)、电流输出模块(9)以及逆变器(5)；智能感知模块(1)用于对配电台区运行状态的智能全景感知与实时监测；igbt(2)用于对电路中的三相电流值进行准确采集；判断模块(8)对电压是否超过设定值的情况进行有效判断；逆变器(5)用于接收fpga(4)产生的pwn信号，并且产生电流。2.根据权利要求1所述的一种具有监测优化模组的电能质量优化配电装置，其特征在于，所述智能感知模块(1)输出端与igbt(2)输入端以及电压采集模块(6)输入端均电性连接。3.根据权利要求1所述的一种具有监测优化模组的电能质量优化配电装置，其特征在于，所述igbt(2)输出端与dsp(3)输入端电性连接，所述dsp(3)输出端与igbt(2)输入端电性连接。4.根据权利要求1所述的一种具有监测优化模组的电能质量优化配电装置，其特征在于，所述电压采集模块(6)输出端与a/d转换(7)输入端电性连接，所述a/d转换(7)输出端与dsp(3)输入端电性连接，所述dsp(3)输出端与判断模块(8)输入端电性连接，所述判断模块(8)输出端与电流输出模块(9)输入端电性连接。5.根据权利要求1所述的一种具有监测优化模组的电能质量优化配电装置，其特征在于，所述fpga(4)输出端与逆变器(5)输入端电性连接，所述逆变器(5)输出端与igbt(2)输入端电性连接。6.根据权利要求4所述的一种具有监测优化模组的电能质量优化配电装置，其特征在于，所述电压超过设定值上限，电流输出模块(9)将输出感性电流，所述电压值低于设定值下限，电流输出模块(9)将输出容性电流。

技术总结
本实用新型公开了一种具有监测优化模组的电能质量优化配电装置，包括智能感知模块、IGBT、电压采集模块、DSP、A/D转换、FPGA、判断模块、电流输出模块以及逆变器，智能感知模块用于对配电台区运行状态的智能全景感知与实时监测，IGBT用于对电路中的三相电流值进行准确采集，判断模块对电压是否超过设定值的情况进行有效判断。本实用新型通过智能感知模块对配电台区运行状态的智能全景感知与实时监测，通过IGBT、电压采集模块、DSP、A/D转换、FPGA、判断模块、电流输出模块以及逆变器之间的相互配合，对三相不平衡调整、动态无功补偿、电压支撑以及谐波抑制的问题很好地处理，从而提高配电装置的整体实用性。装置的整体实用性。装置的整体实用性。


技术研发人员：张瑞强 徐贵 刘峰 郝文海 冀超 董铎亮 秦泽宇 狄曙光 翟玉波 张东
受保护的技术使用者：内蒙古电力（集团）有限责任公司包头供电分公司
技术研发日：2021.12.31
技术公布日：2022/6/6