[发明专利]用于配电网的电能质量综合治理装置

说明书

技术领域

本发明属于电力系统的电能质量管理的技术领域，尤其涉及一种电能质量综合治理装置。

背景技术

现今，我国农村的低压配电网规模、线路长度、以及400V/220V低压线路都是和广大用户零距离接触。随着农村经济的发展和家电下乡政策的发展，各种大功率家用电器出现在农民的家中，农村的用电量迅速增加。

农村配送区经常出现以下的运行状况：农村农民工的农业生产和流动性，造成农村电网的大负荷波动；远离变电站、重负荷的终端电压较低，当变电站的电压调节、电压过高时，轻负荷过高，就会烧毁设备；某些区域有许多小水电站，雨季400V线路电压太高，严重的相电压可以达到295v，这可能会导致用户设备损坏；在低压三相四线制供电系统中，由于用户的单相负载或单相和三相负荷和负荷结构，大小的时间和功率是不同的，因此，三相负载不平衡的情况存在，提高变压器的功率损耗的影响，严重时会烧毁配电变压器；非线性负载的快速增长使得谐波问题出现，这对低压电网无功补偿装置的安全运行构成了巨大的威胁。

随着上述运行状况的出现，低压配电网存在着功率因数低、三相不平衡、电压不合格、谐波等问题，影响了供电质量。目前，一般管理装置功能单一，体积大，调节精度差，不能解决电能质量问题，影响设备的安全性，都是单独地采用低压有源电力滤波器来治理谐波、采用低压静止无功发生器来治理无功补偿、采用低电压治理装置来治理低电压，缺少一种综合性的能够起到治理谐波、功率因数低、三相不平衡及低电压的综合装置。

发明内容

本发明克服现有技术存在的不足，所要解决的技术问题为：提供一种集无功补偿、谐波补偿、不平衡补偿以及低电压补偿这几种功能于一体的用于配电网的电能质量综合治理装置。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：用于配电网的电能质量综合治理装置，串接在电源U1和负载FZ1之间，所述电能质量综合治理装置包括：主电路和控制电路，所述主电路包括：变压器TR、滤波组件LC、滤波电抗器La、第一三电平逆变器CON1和第二三电平逆变器CON2；所述变压器TR的一次绕组串接在所述电源U1和所述负载FZ1之间，所述第一三电平逆变器CON1经过所述滤波组件LC和所述变压器TR的二次绕组后串联接入电网中，所述第二三电平逆变器CON2经过所述滤波电抗器La后与所述负载FZ1并接，所述第一三电平逆变器CON1的控制信号输入端和所述第二三电平逆变器CON2的控制信号输入端分别与所述控制电路的控制信号输出端电气连接。

优选地，所述控制电路包括：采集单元、预处理单元和主控单元，所述采集单元包括：电网电压检测电路、负载电路检测电路、输出电路检测电路和直流母线电压检测电路，所述预处理单元包括：调理电路和模数转换器，所述主控单元包括：DSP芯片、FPGA芯片、PWM脉冲封锁模块和PWM输出模块；所述电网电压检测电路的输出端、所述负载电路检测电路的输出端、所述输出电路检测电路的输出端和所述直流母线电压检测电路的输出端分别与所述调理电路的输入端电气连接，所述调理电路的输出端与所述模数转换器的输入端电气连接，所述模数转换器的输出端与所述DSP芯片的输入端电气连接，所述DSP芯片的输出端与所述FPGA芯片的输入端电气连接，所述FPGA芯片的输出端与所述PWM脉冲封锁模块的输入端电气连接，所述PWM脉冲封锁模块的输出端与所述PWM输出模块的输入端电气连接。

优选地，所述控制电路还包括：过零点检测电路和保护电路，所述过零点检测电路的输出端与所述DSP芯片的输入端电气连接，所述保护电路的输出端与所述PWM脉冲封锁模块的输入端电气连接。

优选地，所述电能质量综合治理装置还包括：旁路电路，所述旁路电路包括：第一接触器KM1、第二接触器KM2和第三接触器KM3，所述第一接触器KM1的常开触点串接在所述电源U1和所述变压器TR的一次绕组之间，所述第二接触器KM2的常开触点串接在所述滤波电抗器La和所述负载FZ1之间，所述第三接触器KM3的常开触点串接在所述电源U1和所述负载FZ1之间。

优选地，所述电能质量综合治理装置还包括：断路器QF1，所述断路器QF1串接在所述电源U1和所述第三接触器KM3的常开触点之间。

优选地，所述电能质量综合治理装置还包括：直流电容CL，所述直流电容CL并接在所述第一三电平逆变器CON1和所述第二三电平逆变器CON2的公共直流端。