[实用新型]针对低压大电流谐波的多机分次式完全有源型治理装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种多机分次式完全有源型治理装置，特别涉及一种针对低压大电流谐波污染源的多机分次式完全有源型治理装置。 

背景技术

低压大电流谐波污染源广泛存在于电网，如化工烧碱行业电解用低压大容量整流装置，这些大容量谐波电流对电网、其他用电设备、特别是用电可靠性都会带来严重影响。最好解决方法是在低压大电流谐波电流污染源最近处投入补偿装置，当前常见的有三种方案：无源滤波器组治理、多机全补偿并联的有源滤波治理、多机全补偿并联的有源滤波和无源滤波组合的混合型治理。无源滤波器组治理，其优点是结构简单，但其补偿精度不高，无法过流限幅输出、与电网可能发生谐振而放大谐波、大容量的无源滤波器组体积庞大不便安装，因此这种方案不适于低压大电流谐波的补偿治理；多机全补偿并联的有源滤波治理，由于单机全补偿时功率单元运行开关频率所需较高，使得单机补偿容量不能很大，用于补偿低压大电流谐波时，所需功率单元太多、实现成本巨大，因此也不适用于低压大电流谐波的补偿治理；多机并联的全补偿有源滤波和无源滤波组合的混合型治理，是上述两种方法的组合，当低压大电流谐波在低频段和高频段绝对含量都很大时，这种方法也同样面临补偿容量和成本、补偿容量和可靠性、补偿容量和补偿精度的矛盾限制，可行性不高。 

实用新型内容

实用新型目的：针对上述现有存在的问题和不足，本实用新型的目的是提供一种针对低压大电流谐波的多机分次式完全有源型治理装置，使得有限的功率单元整体补偿容量最大化，实现对低压大电流谐波的高精度、快速动态响应的完全有源型治理。 

技术方案：为实现上述实用新型目的，本实用新型采用的技术方案为一种针对低压大电流谐波的多机分次式完全有源型治理装置，包括主控制器、多个补偿组、第一电流传感器和第一电压传感器，所述补偿组包括若干功率单元，所述功率单元包括三相电压型PWM变流器和从控制器，所述第一电流传感器采集负载侧的电流信号并输入所述主控制器，所述第一电压传感器采集电网侧的电压信号并输入所述主控制器，所述主控制器根据负载侧的电流信号和电网侧的电压信号形成补偿指令电流和同步信号，输入所述从控制器，从控制器根据所述补偿指令电流和同步信号形成控制所述三相电压型PWM变流器的PWM信号，所述三相电 压型PWM变流器输出谐波补偿电流到电网。 

所述主控制器可包括谐波检测模块、补偿指令电流生成和分配模块和功率单元时基同步模块；所述低频段谐波分次检测模块用于检测出负载侧电流中的谐波；所述补偿指令电流生成和分配模块用于接收第一电流传感器的电流信号，从而生成各功率单元的补偿指令电流，分配给各个功率单元；所述功率单元时基同步模块用于向各功率单元发送同步信号，协调各功率单元同步运行。 

所述第一电压传感器可采集电网侧的电压信号并输入所述从控制器，还包括第二电压传感器和第二电流传感器，所述第二电压传感器采集所述三相电压型PWM变流器的直流母线电压并输入所述从控制器，所述第二电流传感器采集三相电压型PWM变流器的桥臂电流信号并输入所述从控制器。 

所述从控制器可包括直流母线电压闭环控制模块、补偿电流闭环控制模块、时基同步模块和混合PWM调制模块；所述直流母线电压闭环控制模块用于稳定直流侧电容电压；所述补偿电流闭环控制模块用于接收主控制器的补偿指令电流，并与桥臂电流作比较；所述时基同步模块用于接收主控制器的同步信号；所述混合PWM调制模块用于控制三相电压型PWM变流器生成补偿电流。 

低压大电流谐波由多个小容量功率单元并机补偿，所述补偿指令电流可按照频段最优分配至各特定频段补偿组的功率单元，相同频段下的补偿指令电流可按照有效值最优分配至该频段补偿组的功率单元。通过补偿指令电流频段最优分解：低频段补偿组功率单元开关频率低，额定输出容量相对较高；高频段补偿组功率单元开关频率高，额定输出容量相对较低。这样有限的功率单元整体输出容量可以实现最大化，满足低压大电流补偿容量要求。同时相同频段下的补偿指令电流通过有效值最优分配至该频段补偿组下一定数量的功率单元补偿输出，并且各功率单元通过混合PWM调制多重化运行，减少输出的总的补偿电流纹波，使得补偿精度大大提高。整个控制任务由主从控制器分布式实现，主控制器负责谐波污染源负载电流采集、谐波检测、补偿指令电流生成和优化分配以及各功率单元时基同步；从控制器负责各功率单元母线电压控制、补偿电流闭环控制以及PWM信号输出。主从控制器通过光纤通讯。