專利名稱：大容量雙橋結(jié)構(gòu)的電能質(zhì)量有源恢復(fù)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型為電力電子技術(shù)領(lǐng)域的電氣設(shè)備，用于35KV及以下電 壓等級，具有的電能質(zhì)量提升、諧波濾波和動態(tài)無功補償?shù)裙δ堋?br> 背景技術(shù)：
目前國內(nèi)的有源濾波器單機容量小，功能單一，電網(wǎng)回饋大，不 適于應(yīng)用在1KV以上的高壓系統(tǒng)。國內(nèi)高壓電力系統(tǒng)治理諧波大多采用高壓靜 止無功補償裝置(SVC)等無源濾波補償方式，具有諧振和過補償危險，受限于 電網(wǎng)瞬時負荷配置，不能準(zhǔn)確濾波；而高壓有源設(shè)備靜止同步補償器(STATC0M) 等只具有動態(tài)無功補償?shù)墓δ?，不具有濾諧波的功能。

發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的在于克服目前國內(nèi)濾波補償設(shè)備的缺點，提供 一種兼具動態(tài)無功補償和諧波治理功能的大容量雙橋結(jié)構(gòu)的有源濾波設(shè)備，不 僅可應(yīng)用于低壓系統(tǒng)，還可以通過加裝降壓變壓器應(yīng)用于高壓系統(tǒng)。其最大容 量達1450 KVar，可濾除50次之內(nèi)的諧波，補償響應(yīng)時間為2ms，電流測量周 期為2(^s，補償諧波和無功的比例可自由設(shè)定，具有232/485、以太網(wǎng)等多種
通信方式。
此有源恢復(fù)系統(tǒng)的上述指標(biāo)達到國際同類產(chǎn)品的領(lǐng)先水平，可以解決下面
的電能質(zhì)量問題諧波，間諧波；無功補償；電壓閃變，驟降；三相不平衡。 可以補償任何負載類型、35KV以下電壓等級的三相電網(wǎng)，顯著改善電能質(zhì)量。 本實用新型的目的可通過以下的設(shè)計來實現(xiàn)-
主電路設(shè)計主電路為雙橋結(jié)構(gòu)，由兩組全橋逆變電路并聯(lián)而成；雙橋電 路結(jié)構(gòu)完全對稱，包括直流電容預(yù)充電電路、逆變器、無源阻容(RC)漣波濾 波器、輸出電抗器及保護電路。雙橋結(jié)構(gòu)的作用是增大容量并減少高頻漣波電 流。
此有源恢復(fù)系統(tǒng)安裝于機柜內(nèi)，柜體結(jié)構(gòu)設(shè)計880Kvar以上容量的設(shè)備， 由逆變柜、輸出柜、控制柜3部分并排放置組成；880Kvar以下容量的設(shè)備，由 逆變輸出柜、控制柜2部分并排放置組成。
控制策略由數(shù)字信號處理器(DSP)控制電路實現(xiàn)設(shè)備的控制功能，是帶 有電流控制內(nèi)環(huán)無需電壓傳感器的分級控制；電流控制器在控制系統(tǒng)的每個采 樣周期設(shè)置電壓型逆變器的輸出電壓，以得到線電流的參考值；適應(yīng)型全數(shù)字 PI電壓控制器使直流電壓值基本恒定；直流電壓控制器的輸出信號決定了電網(wǎng) 負荷的有功電流值和設(shè)備的功耗；補償?shù)臒o功電流由控制單元的無功功率和諧 波估計模塊計算。
通過控制策略來實現(xiàn)對雙橋主電路的驅(qū)動控制，使逆變器產(chǎn)生隨著電網(wǎng)中的諧波動態(tài)變化的補償電流，以實現(xiàn)恢復(fù)電能質(zhì)量的目的。

圖1是本實用新型的主電路結(jié)構(gòu)單線圖；圖2為柜體結(jié)構(gòu)圖。圖3 為控制原理圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖說明本實用新型大容量雙橋結(jié)構(gòu)電能質(zhì)量有源 恢復(fù)系統(tǒng)的具體實施方式
。
圖l所示的主電路采用雙橋的結(jié)構(gòu)，其中QFO為主斷路器；QF1和QF2為兩個 逆變橋的斷路器，QF3為漣波濾波回路的接觸器；KM1和KM2為兩個逆變橋的接觸 器；KA11和KA12為直流電容充電回路的繼電器，KA3為漣波濾波回路的繼電器； FA11 FA13和FA21 FA23為兩個逆變橋的熔斷器；C為直流電容器；L1和L2為輸出 電抗器。
圖2所示為880Kvar以上容量的柜體結(jié)構(gòu)，其中逆變柜內(nèi)為l一兩組直流電容 和逆變器；輸出柜內(nèi)包括2-輸出電抗器，3-漣波濾波器的電容和電阻，4一預(yù)充 電電阻；控制柜內(nèi)包括5—控制器的控制電路和開關(guān)，6 —兩組逆變橋接觸器， 7—風(fēng)扇電源，8 —主斷路器，9 —漣波濾波器的接觸器。
圖3所示的控制系統(tǒng)采用閉環(huán)控制，電流控制環(huán)的控制值是電源側(cè)電流，是
負載側(cè)測量電流和雙橋電流之和；這兩個三相電流相加后轉(zhuǎn)換為兩相信號^ 、 通過鎖相環(huán)得到的盧'實現(xiàn)從向量C2到向量、p的轉(zhuǎn)換。兩組全橋逆變
電路的開關(guān)順序通過滑動方式控制器來選擇；兩個脈沖控制器的輸出信號"^ 、 "^為電壓向量，通過鎖相環(huán)檢測電壓向量的相位。
權(quán)利要求1、一種大容量雙橋結(jié)構(gòu)的電能質(zhì)量有源恢復(fù)系統(tǒng)，其特性是主電路為雙橋結(jié)構(gòu)，由兩組全橋逆變電路并聯(lián)而成；有源恢復(fù)系統(tǒng)安裝在柜體內(nèi)，根據(jù)容量的不同，柜體結(jié)構(gòu)由逆變柜、輸出柜、控制柜3部分或逆變輸出柜、控制柜2部分并排放置組成；主電路由數(shù)字信號處理器(DSP)控制電路實現(xiàn)其控制功能，控制策略為帶有電流控制內(nèi)環(huán)無需電壓傳感器的分級控制。
2、 按照權(quán)利要求1所述的大容量雙橋結(jié)構(gòu)的電能質(zhì)量有源恢復(fù)系統(tǒng)， 其特征在于兩組逆變電路完全相同，包括直流電容預(yù)充電電路、逆變器、 無源阻容(RC)漣波電流濾波器、輸出電抗器及保護電路。
3、 按照權(quán)利要求1所述的大容量雙橋結(jié)構(gòu)的電能質(zhì)量有源恢復(fù)系統(tǒng)， 其特征在于逆變柜內(nèi)為所述兩組直流電容和逆變器(1);輸出柜內(nèi)包括所 述輸出電抗器(2)、所述漣波濾波器的電容和電阻(3)、所述預(yù)充電電阻(4);控制柜內(nèi)包括所述控制電路和開關(guān)(5),所述兩組逆變橋接觸器(6)， 所述風(fēng)扇電源(7)，所述主斷路器(8)，所述漣波濾波器的接觸器(9)。
4、 按照權(quán)利要求1所述的大容量雙橋結(jié)構(gòu)的電能質(zhì)量有源恢復(fù)系統(tǒng)， 其特征在于通過數(shù)字信號處理器(DSP)實現(xiàn)對主電路的控制，電流控制器 在控制系統(tǒng)的每個采樣周期設(shè)置電壓型逆變器的輸出電壓，以得到線電流的 參考值；適應(yīng)型全數(shù)字PI電壓控制器使直流電壓值基本恒定；直流電壓控制 器的輸出信號決定了電網(wǎng)負荷的有功電流值和設(shè)備的功耗；補償?shù)臒o功電流 由控制單元的無功功率和諧波估計模塊計算。
專利摘要本實用新型是大容量雙橋結(jié)構(gòu)的電能質(zhì)量恢復(fù)系統(tǒng)，用于35KV及以下電壓等級，具有濾諧波和無功補償?shù)榷喾N功能；它克服了現(xiàn)有設(shè)備使用范圍小、容量小、電網(wǎng)回饋大、功能單一等缺陷，主電路采用雙橋結(jié)構(gòu)，可以應(yīng)用于多個電壓等級；由數(shù)字信號處理器控制電路實現(xiàn)設(shè)備的控制功能，可濾除50次之內(nèi)的諧波，響應(yīng)時間為2毫秒；設(shè)備的濾波和無功補償功能強大，設(shè)置靈活。為了增大容量并減少高頻漣波電流，主電路結(jié)構(gòu)如圖所示，由兩組全橋逆變電路并聯(lián)而成；根據(jù)容量的不同，柜體結(jié)構(gòu)由逆變柜、輸出柜、控制柜3部分或逆變輸出柜、控制柜2部分并排放置組成；控制策略采用帶有電流控制內(nèi)環(huán)無需電壓傳感器的分級控制。
文檔編號H02J3/18GK201150003SQ20082000467
公開日2008年11月12日 申請日期2008年1月25日 優(yōu)先權(quán)日2008年1月25日
發(fā)明者張欣禹 申請人:張欣禹