[发明专利]谐波电流抵消模块

说明书

技术领域

本发明涉及一种电力低压配电系统，特别是应用于该系统的谐波电流抵消模块。

背景技术

随着半导体器件在电力系统中大量使用，非线性负载引起的谐波危害开始引起重视，电力低压配电系统中的谐波问题也越来越受到人们关注。对于谐波抑制及消除，主要的手段有在配电系统侧加入无源电力滤波、有源电力滤波等装置；或在用电侧加入功率因数校正环节等。无源电力滤波装置主要是采用电抗器与电容器的连接组合，通过串联或并联谐振方式使无源电力滤波装置对谐波电压或谐波电流呈现合理阻抗，从而达到谐波抑制或消除的目的。有源电力滤波器主要采用电力电子半导体器件，通过计算出系统的谐波电流或谐波电压针对性地进行消除，一般是对各次谐波整体进行抑制或消除。功率因数校正也是采用电力电子半导体器件，通过控制使电流波形与电压波形基本保持一致，从而达到提高功率因数、抑制和消除谐波的目的。

上述几种方法都已进行使用，无源电力滤波由于采用电抗器与电容器的连接组合，受自身频率特性比较固定等影响，使用范围比较有限；有源电力滤波装置由于对各次谐波进行抑制及消除，实时要求也很高，设计和生产相对困难，成本较高；功率因数校正由于所有功率都会流经功率变换电路，一般只适用于中小功率场合。

发明内容

发明目的：针对上述现有存在的问题和不足，本发明的目的是提供一种可以在电力低压配电系统中针对性地对单次谐波电流进行抵消的谐波电流抵消模块和谐波电流抵消模块组。

技术方案：为实现上述发明目的，本发明采用的技术方案为：一种谐波电流抵消模块，包括直流稳压和电流跟踪控制单元、驱动单元、三相全桥变换电路、直流稳压电容器组、三相单次谐波滤波电路、电流传感器和电压传感器；所述直流稳压和电流跟踪控制单元的输入端输入单次谐波电流相位信号，直流稳压和电流跟踪控制单元的输出端连接驱动单元的输入端，三相全桥变换电路的输入端连接驱动单元的输出端，三相全桥变换电路的直流电容侧连接直流稳压电容器组，三相全桥变换电路的交流侧连接三相单次谐波滤波电路的输入端，电流传感器对三相单次谐波滤波电路的输出电流进行采样并反馈到直流稳压和电流跟踪控制单元，电压传感器对三相全桥变换电路的直流电容侧进行直流电压采样并反馈到直流稳压和电流跟踪控制单元。

所述三相单次谐波滤波电路可包括三相电抗器。

所述三相全桥变换电路可包括6只两两串联后再并联的绝缘栅双极性晶体管或者场效应管。

所述直流稳压电容器组可包括两个串联的直流电解电容器和两个串联的电阻，其中两个串联的直流电解电容器整体和两个串联的电阻整体并联。

所述直流稳压和电流跟踪控制单元可包括内环谐波电流环和外环直流电压稳压环。

所述谐波电流抵消模块还可包括连接所述三相单次谐波滤波电路的输出端的进线断路器。

所述谐波电流抵消模块还可包括保护单元和显示及监控单元，所述电流传感器和电压传感器的反馈信号输入保护单元，保护单元连接驱动单元和显示及监控单元，显示及监控单元连接直流稳压和电流跟踪控制单元。

所述显示及监控单元可包括依次连接的显示及人机界面、单片机和双口RAM(随机存取存储器)。

所述显示及监控单元可通过RS485接口和上位机进行通信。

本发明还公开了一种由所述谐波电流抵消模块组成的谐波电流抵消模块组，所述谐波电流抵消模块在并联后经过断路器连接低压配电母联。

有益效果：只需检测单次谐波电流的相位，直接对单次电力谐波电流进行抵消，而不需繁琐的所有谐波的检测与计算；每个模块根据自己容量和谐波次数输出谐波电流，可针对性地对相应次数的系统谐波进行抵消；每个模块采用内环谐波电流环、外环直流稳压环的双闭环控制，保证单台运行的控制精度和性能；采用模块化结构，N+1冗余，可以提高整体运行的稳定性与可靠性。

附图说明

图1是本发明的整体结构图；

图2是本发明的模块化应用接线图；

图3是本发明的主电路电路图；

图4是本发明的直流稳压和电流跟踪控制单元方框图；

图5是本发明的显示及监控单元方框图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本发明，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。