[发明专利]基于有源滤波技术的电能质量治理系统

说明书

本发明公开了基于有源滤波技术的电能质量治理系统，用于解决电网上的很多设备会引起电网功率因数降低，谐波增大等电能质量以及如何通过对工作人员进行分析得到波形调整值，通过波形调整值使波形的线条进行调整，来解决现有的电网数据监控不能根据工作人员进行显示调整的问题，包括有源滤波器；所述有源滤波器由有源电力滤波器模组和智能控制模组组成，通过实时检测无功及谐波并能够动态进行无功补偿和谐波滤除，解决电能质量问题；通过对参数数据对应的波形的线条调整，方便工作人员进行更好查看。

技术领域

本发明涉及一种电能质量技术领域，具体为基于有源滤波技术的电能质量治理系统。

背景技术

在当前节能降耗的大背景下，电能质量日益收到人们的重视，在此形式下，电能质量治理市场近几年保持快速增长，随着工业节电产品的普及应用和智能电网的大力发展，面临市场空间非常广阔；

随着技术的进步和成本的降低，电力电子设备的使用越来越广泛，同时，电网上的很多设备会引起电网功率因数降低，谐波增大等电能质量问题。有源电力滤波器APF由于能够实时检测无功及谐波并能够动态进行无功补偿和谐波滤除，是解决电能质量问题的首选方案。

发明内容

本发明的目的就在于为了解决电网上的很多设备会引起电网功率因数降低，谐波增大等电能质量以及如何通过对工作人员进行分析得到波形调整值，通过波形调整值使波形的线条进行调整，来解决现有的电网数据监控不能根据工作人员进行显示调整的问题，而提出基于有源滤波技术的电能质量治理系统；本发明通过实时检测无功及谐波并能够动态进行无功补偿和谐波滤除，解决电能质量问题；通过对参数数据对应的波形的线条调整，方便工作人员进行更好查看。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：基于有源滤波技术的电能质量治理系统，包括有源滤波器；所述有源滤波器由有源电力滤波器模组和智能控制模组组成，所述智能控制模组包括接口板、人机界面模块、DSP核心板、IO模块、PWM控制模块和主机监控模块；所述接口板的两个端口通过外部电流互感器CT1和外部电流互感器CT2接入电网上；接口板与DSP核心板连接，DSP核心板分别与人机界面模块和PWM控制模块电连接，人机界面模块与IO模块连接；

所述DSP核心板用于采集负载侧电流、电源侧电流和系统电压并对其进行分析得到系统电压前馈和系统输出电抗前馈并将其输入至PWM控制模块；具体分析步骤为：

步骤一：负载侧电流iL、电源侧电流is和相电压u经信号同步采样模块进行采样，在一周期采样结束后，则得到负载侧电流，电源侧电流和系统电压的时间序列，分别采用FFT变换进行频谱分析，得到它们各自的谐波频率和大小；

步骤二：根据补偿设定参数对需要进行滤除的谐波进行提取；负载侧谐波电流和电源侧谐波电流分别乘以复合控制参数KL和Ks后相加得到谐波指令电流；

步骤三：谐波指令电流经过启动模块后使得启动时输出电流匀加速增加；

步骤四：直流侧电压当前值与设定值之差经过PI调节后得到参数△ip，△ip与电压基波相乘得到为了稳定直流侧电压需要吸收的有功电流，有功电流与经过缓启动的谐波指令电流相加，再经过FFT逆变换，得到APF的输出电流时间序列；通过直流侧电压均压模块将直流侧设定电压的1/2与上半部电容电压实际值之差，经过PI调节后，得到零序分量，该零序分量作为APF输出电流的一部分，使得直流侧上下电容电压相等；

步骤五：APF的输出电流时间序列通过同步信号得到当前时刻的输出电流值，与直流侧电压均压模块得到的零序分量相加后得到最终的指令电流值，该指令电流值与APF当前的输出电流值之差经过数字PI控制器与重复控制器后叠加系统电压前馈和系统输出电抗前馈输入至PWM控制模块；PWM控制模块控制PWM信号发生器发出控制信号给IGBT电能变换器使其产生一个和负载谐波大小相等、方向相反的补偿电流注入到电网进行滤波；