[实用新型]融合有源电力滤波器与无功补偿器的电能质量控制系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及电力系统电能质量中谐波抑制以及无功补偿技术领域，更具体地说，涉及一种融合有源电力滤波器与无功补偿器的电能质量控制系统。

背景技术

随着国民经济的发展和人民生活水平的提高，电力电子设备广泛的应用于工业生产领域。现代用电负荷结构发生了质的变化，各种非线性和时变性用电设备如逆变器、整流器、炼钢电弧炉、轧钢机等的接入，对电能质量造成其日益明显的负面效应。据2008年11月欧盟电能质量调查报告显示，仅在欧洲每年因电能质量和电器污染引起的经济损失就高达1500亿美元。虽然国内目前还未见围绕电能质量问题而展开的调查，但是可以预见的是，电能质量直接关系到国民经济的总体效益，如何提高电能质量已成为一个急迫解决的重要课题。

有源电力滤波器作为一种新型电力电子装置，不仅能对电力系统谐波进行有效地抑制，还在一定程度上兼有无功功率动态补偿的功能。它的基本原理是根据实时检测出的电网中的谐波和基波无功电流，通过控制开关管的规律动作，产生出一个大小相等、方向相反的补偿电流。根据基尔霍夫电流定律，电网中的谐波电流以及无功电流刚好被有源电力滤波装置产生的补偿电流“抵消”，在一定程度上提升了电网中的电能质量。

有源电力滤波装置虽然在原理上能够补偿无功功率，但是不可避免的提升了装置的容量等级，这在成本以及可靠性上是一个较大的负担。传统的无功功率补偿装置虽然造价低、稳定性高，其动态补偿能力却是一个不容忽视的问题。因此如何分配装置容量等级，降低动态响应时间，提高性价比以及运行可靠性等问题上具有重要的现实意义。

中国专利《混合有源电力滤波器及其控制方法》（申请号：200610070553.X）提供一种混合有源电力滤波器及其控制方法。其结构为：它由有源滤波器和无源滤波器串联组成滤波器支路，该支路与需要滤波的非线性负载并联，它还包括电网电流检测用电流检测器I和补偿电流检测器II；电流检测器I一端接电网输入回路，另一端接有源滤波器；电流检测器II一端接滤波器支路，另一端接有源滤波器。然而，该申请虽提供了具有一定补偿效果的有源电力滤波器，但是该方法的补偿效果有限。

有鉴于此，有必要提供一种融合有源电力滤波器与无功补偿器的电能质量控制系统，以克服上述缺陷。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种融合有源电力滤波器与无功补偿器的电能质量控制系统，其同时拥有传统无功功率补偿装置造价低和有源电力滤波器补偿性能好的优点，能对系统中的谐波和无功功率进行动态补偿，同时根据实时系统参数调整装置运行状态避免自激振荡，具有优良的性价比。

本实用新型所采用的技术方案是：一种融合有源电力滤波器与无功补偿器的电能质量控制系统，由有源电力滤波器和无功功率补偿器两部分组成，其特征在于，有源电力滤波器以及无功功率补偿器并联后通过断路器分别连接至电网的三相线路上。

如上所述的融合有源电力滤波器与无功补偿器的电能质量控制系统，其特征在于，所述有源电力滤波器由直流侧电容以及放电回路、三相桥式电路、充电回路、输出滤波电路组成；电流经所述充电回路的电阻通道以及所述三相桥式电路内部的整流回路给所述直流侧电容充电；通过动作所述三相桥式电路的上桥臂动作给所述直流侧电容升压，电压稳定即投入运行；所述直流侧电容以及放电回路与所述三相桥式电路的直流侧相连接，用于组合生成不同占空比的脉冲电平；该脉冲电平通过所述输出滤波电路组成的LC电流滤波并网，生成相应的补偿电流。

如上所述的融合有源电力滤波器与无功补偿器的电能质量控制系统，其特征在于，所述无功功率补偿器由若干个电容投切电路组成，系统启动后，根据实时的无功分配控制不同电容投切电路的组合方式。

本实用新型的有益效果是：

1、将有源电力滤波器同无功功率补偿装置很好的结合起来，拓扑结构简单，易于实现。

2、优化了无功功率的分配，使用有源电力滤波器提升了无功功率的动态补偿特性。

3、充分地发挥了有源电力滤波器与无功功率补偿装置的优点，从运行稳定性以及性价比上都有了很好的提升。

附图说明

图1是本实用新型融合有源电力滤波器与无功补偿器的电能质量控制系统的结构示意图。

图2是本实用新型的电能质量控制系统的控制框图。

图3 是本实用新型的电能质量控制系统的电流控制框图。

具体实施方式

以下通过具体实施方式，结合附图对本实用新型作进一步说明。