[发明专利]一种电源老化的方法和系统

说明书

技术领域

本发明涉及电力电子变流技术中的老化装置的老化方法，尤其是涉及电源装置被老化时的方法和节能电子负载装置系统。

背景技术

传统的开关电源老化方法是利用大功率电阻作模拟负载进行烧机老化，电能浪费巨大。近年，已出现了一些专利技术来解决此类问题，例如

专利申请号200610041939.8，名称：能量回馈型交直流通用能量回馈型电子负载模拟装置；

专利号200720179067.1，专利名称：一种开关电源节能烧机设备。

上述两专利所披露的技术方案的基本结构如图1所示。

图1中，虚线部分为节能电子负载，其包括两个部分：负载电流控制单元、并网电流控制单元。负载电流控制单元将被老化电源输出的直流电变换成高压的直流电，同时控制其输入电流(即控制被老化电源的输出电流)。并网电流控制单元将高压直流电变成交流电，回馈到电网中，达到节能的目的，该控制单元通过控制其输出电流以保证并网电流和电网电压同相。该电子负载一般包括两个电流传感器：负载电流检测传感器、并网电流检测传感器。

以上专利中提到的电子负载虽然实现了能量的循环利用，但是会导致系统输入电流的谐波含量增大，对电网的稳定产生了很大的负面影响。另外，使用了以上节能电子负载的三相系统中，由于系统高次谐波电流占据很大部分，导致系统的零线电流甚至比相线电流还大，零线电流的大小和被老化电源的输入电流谐波有关，因此具有不确定性，这样电力部门不好评估零线电流的大小，存在很大的安全隐患。

谐波是指电流中所含有的频率为基波的整数倍的电量，主要是由于正弦电压加压于非线性负载，基波电流发生畸变产生。

产生以上问题的原因是以上专利文献中提到的节能电子负载输出的并网电流波形是和电网同相的标准正弦波，但是由于被老化电源的输入电流往往不是标准的正弦波，而是包含有一定的高次谐波，导致系统从电网补充的电流含有大量的高次谐波。

以下从数学上解释该节能电子负载会导致系统总谐波含量增加。

假设被老化电源输入电流只包括基波和三次谐波，谐波成分为基波的20％，即其输入电流为Ip＝Sinωt+0.2Sin3ωt。

假设节能电子负载的效率为80％，其输出并网电流中只含有基波成分，即并网电流Ie＝0.8Sinωt。

那么系统总输入电流Iin＝Ip-Ie＝Sinωt+0.2Sin3ωt-0.8Sinωt＝0.2Sinωt+0.2Sin3ωt。可以看出三次谐波的幅值和基波的幅值都为0.2，谐波成分为基波的100％，谐波含量大大增加。

谐波的典型危害：

1、污染电网，减少电网的有效容量，增加电网建设投资

2、损害电表计算电能的准确性。

3、降低电流的功率因数，浪费电能

4、缩短电气设备和机密仪器的使用寿命，甚至损坏设备

5、引起局部并联谐振和串联谐振，严重降低供电安全

6、谐波电流增加变压器铜损，铁损与杂散损耗，导致负载容量下降，变压器发热和浪费电能

7、引发控制设备、继电保护装置误动作，烧毁设备或误跳闸

8、降低断路器开断能力，加大了断路器容量的配置

9、增加电缆线路损耗，降低传输能力，加速电缆绝缘老化和缩短电缆使用寿命

10、影响通讯系统，降低通讯质量，导致计算机无法正常工作，甚至系统崩溃，信息丢失。

电源是一种典型的非线性负载，其会对电网产生谐波干扰，虽然如今的电源需要满足一定的谐波标准，但是由于电源生产厂家大量的电源同时老化工作，往往总谐波是相当可观的，为了降低谐波，满足供电部门对其谐波的要求，生产厂家往往需要购买专门的有源或者无源电力滤波器，该电力滤波器价格昂贵，造成了生产成本的大幅提升。

虽然传统的节能电子负载能够减少电源厂老化时的用电，但是会带来谐波含量增加的问题，而老化用电往往占一个电源厂80％以上的用电，随着节能电子负载的大量使用，整个电源厂的谐波问题越来越突出，该问题越来越成为节能电子负载的应用瓶颈。

发明内容

本发明的目的在于就现有技术中节能电子负载的不足之处而提出一种具有谐波治理功能的新型节能电子负载。

该新型的节能电子负载能够治理由于被老化电源本身引起的系统输入电流谐波，保证系统从电网索取的电流为干净的正弦波。这样，减小了谐波导致的一系列问题，包括减小了谐波的附加损耗、减小了系统对电力系统的影响、减小了三相系统中的零线电流等。