[发明专利]一种用于配电网规划的拓扑结构

摘要

本发明属于配电规划或电网电路领域，尤其涉及一种用于配电网规划的拓扑结构。相比于其他类似结构或产品，本发明方案更便于实现，其控制原理简单，对系统硬件以及应用环境要求低，同时能够被动和主动地根据电网谐波因素进行自适应调整，结合配电规划需求，可以实现在配电规划过程中实现自愈、兼容、集成的智能电网，该机构根据实际需要以及限制因素可以灵活调节谐波处理的精度以及系统能耗，灵活度高。

主权项

1.一种用于配电网规划的拓扑结构，其特征在于，其并联于电网电源以及非线性负载之间，所述拓扑结构至少包括包括MCU控制芯片、电压检测电路、电流检测电路、采样周期电路、AD转换电路、补偿电路以及驱动电路；所述MCU控制芯片根据电网负载的电压和电流信息计算电网信号中的谐波信号，并根据谐波信号的数据计算出所需的补偿电流，并对补偿电流进行滞环控制，产生和输出直流侧调节控制信号对直流侧的电压进行控制，输出PWM控制信号；所述补偿电路包括有源电力滤波器，用于产生补偿电流；所述电流检测电路包括相路电流检测电路以及补偿电流检测电路，相路电流检测电路中设有电流传感器，以检测电网中的各相负载电流，并将电网中较大的电流信号转换为AD转换器能够识别和处理的可检测电压信号；补偿电流检测电路中设有电流传感器以检测有源电力滤波器实际输出的各相补偿电流，并将补偿电流转换为适合于AD转换器的可检测电压信号，可检测电压信号经AD转换器转换成数字信号后送入MCU控制芯片中的DSP，DSP将实际输出的补偿电流与负载谐波电流进行比较，并通过滞环控制输出PWM信号对补偿电路的有源电力滤波器开关动作进行控制，使补偿电流跟随负载谐波电流变化；所述电压检测电路设置于补偿电路的直流侧，通过电压传感器检测补偿电路中的直流电压，电压传感器输出的电压信号经过AD转换器转换为数字信号后送入DSP，DSP调用直流侧电压控制算法控制补偿电路的直流侧电压使其保持恒定；过零检测电路用于检测电网中电压的过零点以便DSP复位，其将电网电压信号变换为与其同步的方波信号，利用方波信号的上升沿会触发中断使DSP复位正、余弦表；采样周期电路用于产生AD转换器的采样触发信号，采样周期电路包括锁相环以及计数器，锁相环和计数器组成倍频电路，并从过零检测电路中获取方波信号进行高倍分频信号，并将该高倍分频信号送入AD转换器作为采样触发信号，将所需要的采样次数计算得到相位值并储存在DSP，在电网运行过程中，以采集到的电网电压为基础，在一个周期开始时向DSP传递信号进行复位，在一个周期内将每次采样值依次进行运算得到谐波检测值，直到下一个周期开始，依次持续采集以及输出检测值；补偿驱动电路用于将PWM信号转变为开关管驱动信号信号进行控制，并进行电气隔离以及放大以驱动补偿电路中的各开关管；AD转换电路用于将电流、电压检测电路采集的电流、电压模拟信号转换为数字信号，以便DSP处理，AD转换电路主要通过专门的AD转换芯片来实现数据的采集、转换以及输出等基本功能；拓扑结构前端通过负载电流检测电路连接至电网以检测电网信号，负载电流检测电路的检测结果通过AD转换电路转换成MCU控制芯片可识别和处理的信号，MCU控制芯片根据检测结果产生补偿电流控制信号，该补偿电流控制信号经过驱动电路处理后产生控制电流传递至补偿电路，补偿电路中的有源电力滤波器中的开关管受控制电流驱动控制产生补偿电流，补偿电流经过补偿电感接入电网中，同时补偿电流被补偿电流检测电路采集并经AD转换电路转换后输入MCU中作为控制信号形成滞环控制，补偿电路的直流侧的电压检测电路检测直流侧电压以保证直流侧电压始终大于电网电压。