專利名稱：：電能質(zhì)量綜合補償裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本實用新型涉及一種用于提高低壓配電網(wǎng)的電能質(zhì)量的電力節(jié)能裝置，尤其是一種電能質(zhì)量綜合補償裝置。
背景技術(shù)：
：節(jié)能減排，利用清潔能源是保持經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展的基礎(chǔ)，在電力領(lǐng)域，電能損耗主要集中在低壓配電系統(tǒng)，采取有效措施降低低壓配電網(wǎng)的損耗是電力節(jié)能的關(guān)鍵。低壓配電網(wǎng)的節(jié)能技術(shù)包括三個方面(1)采用補償裝置在靠近無功負載的位置就近提供無功功率，避免無功電流在低壓供電線路中流動，降低線路損耗；(2)采用補償裝置在靠近諧波負載的位置消除諧波電it避免諧波功率在變壓器和供電線路上的傳播，減少諧波損耗；(3)釆用補償裝置平衡供電線路三相功率，減小中線的電流，達到減少中線電流在線路上的損耗?，F(xiàn)有技術(shù)主要是利用"電容器投切方式"來解決上述第(1)種技術(shù)問題；采用"無源濾波器方式"來解決上述第(2)種技術(shù)問題；而對第(3)種技術(shù)問題，目前尚未有好的解決方案。"電容器投切方式"通常用接觸器或者晶閘管控制電容器組投切來實現(xiàn)。由于電容器組投切裝置工作原理簡單，投資少，效果好，因此它被電力部門廣泛采用。但是由于它是依靠并聯(lián)電容器組來提供無功功率，因而存在如下缺點1)響應(yīng)時間長，通常要幾百個毫秒，不能補償動態(tài)無功；2)補償容量受到電網(wǎng)電壓的限制，電網(wǎng)電壓越低，輸出無功越小，而此時恰恰需要向電網(wǎng)輸出無功，以期抬高電網(wǎng)電壓水平；3)由于向電網(wǎng)并聯(lián)了電容，有可能因此引起諧波放大，甚至引起諧振短路支路；4)因為分級投切電容，受電容器額定容量限制，補償無功容量和系統(tǒng)所需無功有一定的差別，功率因數(shù)不能提的很高。"無源濾波器"是由電力電容器、電抗器和電阻器組合而成。無源濾波具有投資少、效率高、結(jié)構(gòu)簡單、運行可靠及維護方便等優(yōu)點，因此無源濾波是目前廣泛采用的抑制諧波的主要手^殳無源濾波器通過在系統(tǒng)中為諧波提供一并聯(lián)低阻通路，以起到濾波作用，其濾波特性是由系統(tǒng)和濾波器的阻抗比所決定的，因而存在以下缺點1)諧波特性受系統(tǒng)參數(shù)的影響較大；2)只能消除特定的幾次諧波，而對某些次諧波會產(chǎn)生放大作用；3)濾波要求和無功補償、調(diào)壓要求有時難以協(xié)調(diào)；4)諧波電流增大時，濾波器負擔隨之加重，可能造成濾波器過載；5)有效材料消耗多，體積大。
實用新型內(nèi)容針對上述存在的問題，本實用新型的目的在于提供一種可快速提高配電網(wǎng)的電能質(zhì)量的綜合補償裝置，該裝置可以快速無級差地連續(xù)補償無功功率，消除電流諧波，平衡三相功率，為用戶提供高質(zhì)量的電能，同時降低電力傳輸過程中的損私為實現(xiàn)上述目的，本實用新型提供一種電能質(zhì)量綜合補償裝置，包括測量電路，用于測量和提取系統(tǒng)側(cè)和負載側(cè)電壓信號和電流信矛，控制電路，用于將采樣的電壓信號和電流信號轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字信號，通過分析和計算并輸出控制信號；IGBT四橋臂雙電平逆變器，根據(jù)控制電路輸出的控制信號控制電路橋臂上的IGBT的導(dǎo)通和關(guān)斷；電抗器，將所述IGBT四橋臂逆變器的輸出電壓信號轉(zhuǎn)換為電流，并疊加到負載側(cè)電流上；濾波器，用于濾除負載側(cè)諧波；其中，所述測量電路采樣電壓信號和電流信號后，輸入到所述控制電路并進行處理，所述控制電路根據(jù)處理后的結(jié)果調(diào)節(jié)所述IGBT四橋臂雙電平逆變器的輸出電壓，經(jīng)所述電抗器轉(zhuǎn)變?yōu)殡娏?，再疊加到負載側(cè)電流上。進一步，控制電路包括數(shù)字信號處理器DSP和基于DSP的控制系統(tǒng)。進一步，所述IGBT四橋臂逆變器的電路上還串聯(lián)有限流電阻。進一步，所述數(shù)字信號處理器DSP為32位DSP芯片TMS320LF2812。本實用新型能夠充分實現(xiàn)補償三相電流不平衡、調(diào)節(jié)系統(tǒng)功率因數(shù)、抑制電網(wǎng)諧波和快速無差級地連續(xù)吸收或者釋放無功功率；此外，本實用新型還可以有效地抑制電網(wǎng)電壓的閃變、跌落或瞬時供電中斷；不容易和電網(wǎng)阻抗發(fā)生諧振，且可以跟蹤電網(wǎng)頻率的變化；在電壓低時仍能提供較強的無功支撐，并且可以從感性到容性全范圍內(nèi)連續(xù)調(diào)節(jié)，使得其無功輸出相當于同容量靜止無功補償器(SVC)的1.4~2倍。附圖為本實用新型示意圖。具體實施方式如附圖所示，本實用新型包括測量電路6，用于測量和提取系統(tǒng)側(cè)2和負載側(cè)3電壓信號和電流信號；控制電路5，包括數(shù)字信號處理器DSP和基于DSP的控制系統(tǒng)，用于將采樣模擬信號轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字信號，通過分析和計算并輸出控制信號；IGBT四橋臂雙電平逆變器9，根據(jù)控制電路5輸出的控制信號控制電路橋臂上的IGBT的導(dǎo)通和關(guān)斷；電抗器IO,將IGBT四橋臂逆變器9的輸出電壓信號轉(zhuǎn)換為電流，并疊加到負載側(cè)3的電流上；濾波器l,用于濾除負栽側(cè)3諧波；IGBT四橋臂雙電平逆變器9的電路上還串聯(lián)有限流電阻8，電源電路4向控制電路5供電；其中，^t字信號處理器DSP采用32位DSP芯片TMS320LF2812。本裝置工作時，控制電路5根據(jù)測量電路6采樣的電壓和電流信號計算出需要補償?shù)墓β?，然后轉(zhuǎn)換位IGBT橋控制信號，并發(fā)出高速切換的P畫信號來控制IGBT橋的開關(guān)，經(jīng)電抗器10的電感后，轉(zhuǎn)換為電流，最后通過與負載側(cè)3電流的疊加，調(diào)節(jié)系統(tǒng)側(cè)2電流的大小、相位和諧波分量，從而實現(xiàn)平衡三相電流、調(diào)節(jié)功率因數(shù)和抑制諧波，并通過濾波器l補償電流諧波。本裝置冷啟動時，首先投入限流電阻8，以抑制合閘瞬間對直流電容器組7充電造成的電流沖擊。下表為本裝置與傳統(tǒng)產(chǎn)品在功能和特點的比較:<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>注TSC表示電容器組投切裝置，SVC表示靜止無功補償器，PF表示無源濾波裝置。權(quán)利要求1.一種電能質(zhì)量綜合補償裝置，其特征在于，包括:測量電路，用于測量和提取系統(tǒng)側(cè)和負載側(cè)電壓信號和電流信號；控制電路，用于將采樣的電壓信號和電流信號轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字信號，通過分析和計算并輸出控制信號，以控制電路橋臂上的IGBT四橋臂雙電平逆變器的導(dǎo)通和關(guān)斷；電抗器，將所述IGBT四橋臂逆變器的輸出電壓信號轉(zhuǎn)換為電流，并疊加到負載側(cè)電流上；濾波器，用于濾除負載側(cè)諧波。2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的電能質(zhì)量綜合補償裝置，其特征在于，控制電路包括數(shù)字信號處理器DSP和基于DSP的控制系統(tǒng)。3、根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電能質(zhì)量綜合補償裝置，其特征在于，所述IGBT四橋臂逆變器的電路上還串聯(lián)有限流電隊4、根據(jù)權(quán)利要求2所述電能質(zhì)量綜合補償裝置，其特征在于，所述數(shù)字信號處理器DSP為32位DSP芯片TMS320LF2812。專利摘要本實用新型提供一種電能質(zhì)量綜合補償裝置，包括測量電路，用于測量和提取系統(tǒng)側(cè)和負載側(cè)電壓信號和電流信號；控制電路，用于將采樣電壓信號和電流信號轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字信號，通過分析和計算并輸出控制信號；IGBT四橋臂雙電平逆變器，根據(jù)控制電路輸出的控制信號控制電路橋臂上的IGBT的導(dǎo)通和關(guān)斷；電抗器，將所述IGBT四橋臂逆變器的輸出電壓信號轉(zhuǎn)換為電流，并疊加到負載側(cè)電流上；濾波器，用于濾除負載側(cè)諧波。所述測量電路采樣電壓信號和電流信號后，輸入到所述控制電路并進行處理，所述控制電路根據(jù)處理后的結(jié)果調(diào)節(jié)所述IGBT四橋臂雙電平逆變器的輸出電壓，經(jīng)所述電抗器轉(zhuǎn)變?yōu)殡娏?，再疊加到負載側(cè)電流上。文檔編號H02J3/01GK201199635SQ20082007884公開日2009年2月25日申請日期2008年1月31日優(yōu)先權(quán)日2008年1月31日發(fā)明者強呂,陳菊明申請人:北京水木源華科技發(fā)展有限公司