[实用新型]应用于智能电网的有源电力滤波器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种应用于智能电网的有源电力滤波器。

背景技术

现有的国电力工业中，几乎都是采用正弦供电方式。在理想的电力系统中，电源以单一恒定频率(50或 60HZ)的正弦变化规律向电网供电。随着社会和科技的发展进步，电力电子器件应用日益广泛，配电网中整流器、电弧炉、变频调速装置、电气化铁路等负荷使用不断增加，使得电网中的电压、电流波形发生畸变。在这些电流和电压的波形中，不仅包含与供电电源同频率的正弦量(称为基波分量)，而且出现了一系列频率为基波频率整数倍的正弦波分量(高次谐波分量)，这一系列正弦分量统称为电力谐波，同时还引起了系统功率因数降低、电压波动、闪变和三相不平衡等一系列问题。电网谐波含量增加, 导致了电气设备寿命缩短, 网损加大, 系统发生谐波谐振的可能性增加,并联电容器不能正常运行, 同时可能引发继电保护和自动装置的非故障性动作,导致仪表指示和电能计量不准, 计算机、通信受干扰等一系列问题 。由谐波引起的各种故障和事故，对国民经济和生产、生活造成了不必要的损失，如何解决该问题，是本领域的技术难题。

实用新型内容

 本实用新型要解决的技术问题是提供一种结构简单、精度较高、响应时间较短、实时补偿性能较高的应用于智能电网的有源电力滤波器。

为解决上述问题，本实用新型提供的应用于智能电网的有源电力滤波器，包括：DSP（数字信号控制器）、与该DSP的串口相连的ARM（微处理器）、与该DSP相连的上位机、与该DSP的PWM信号输出端口相连的光电隔离电路、与该光电隔离电路相连的逆变主电路、与所述的ARM相连的键盘和LCD。

进一步，该有源电力滤波器还包括与所述DSP相连的电流互感器和电压互感器。

所述DSP连接有用于与上位机进行通信可灵活配置的RS232/RS485/CAN 现场总线通讯接口。

本实用新型具有的技术效果：

（1）本实用新型的有源电力滤波器采用DSP和ARM 组成双处理器控制系统，其中高速DSP芯片TMS320F2812用于完成A/D转换、谐波和无功电流计算、PWM信号的产生和与上位机通信的功能，ARM选用ARM Cortex-M3芯片，主要用于完成键盘控制、人机界面显示和系统功能管理。

（2）负载电流、补偿电流的检测，以及变流器直流侧电容两端电压的检测采用霍尔效应的电流互感器和电压互感器，检测精度高，响应速度快。

（3）配有LCD显示器和键盘，可实时显示谐波电流、无功功率等电力参数值，可进行实时故障记录和事件记录，以及进行消谐、无功补偿及谐波无功同时补偿等多种工作模式选择。

（4）配有RS232/RS485/CAN 现场总线通讯接口，可与上位机进行通信，实现基于智能电网平台的数据远传功能，并可通过上位机监控软件实现网络监控报警功能，通信可靠，实时性强。

（5）主电路与PWM之间采用光耦隔离电路，具有良好的电绝缘和抗干扰能力。

附图说明

为了使本实用新型的内容更容易被清楚的理解，下面根据的具体实施例并结合附图，对本实用新型作进一步详细的说明，其中

图1为本实用新型的应用于智能电网的有源电力滤波器的结构框图，图中的e_s为电流源，i_s（t）为电流源输出的电流。

具体实施方式

见图1，本实施例提供的应用于智能电网的有源电力滤波器，包括：DSP、与该DSP的串口相连的ARM、与该DSP相连的上位机、与该DSP的PWM信号输出端口相连的光耦隔离电路、与该光耦隔离电路相连的逆变主电路、与所述的ARM相连的键盘和LCD、与所述DSP相连的电流互感器和电压互感器。DSP与ARM之间采用SPI串行通信协议进行通信。

所述DSP配有用于与上位机进行通信的RS232/RS485/CAN通讯接口。

工作时，电流互感器和电压互感器对非线性负载进行检测，检测得到的负载信号i_L（t）经模数转换器A/D送入DSP，DSP通过对A/D转换、谐波和无功电流进行计算，操作人员通过LCD（液晶显示器）显示的谐波电流、无功功率等电力参数值，通过键盘对ARM输入指令，转变成消谐或无功补偿或谐波无功同时补偿的工作模式发送给DSP，然后DSP控制PWM产生相应占空比的PWM信号发送给逆变主电路，逆变主电路产生出相应的电流注入到电网中，达到滤波的目的。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而这些属于本实用新型的精神所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型的保护范围之中。