大容量双桥结构的电能质量有源恢复系统技术方案

本实用新型专利技术是大容量双桥结构的电能质量恢复系统，用于３５ＫＶ及以下电压等级，具有滤谐波和无功补偿等多种功能；它克服了现有设备使用范围小、容量小、电网回馈大、功能单一等缺陷，主电路采用双桥结构，可以应用于多个电压等级；由数字信号处理器控制电路实现设备的控制功能，可滤除５０次之内的谐波，响应时间为２毫秒；设备的滤波和无功补偿功能强大，设置灵活。为了增大容量并减少高频涟波电流，主电路结构如图所示，由两组全桥逆变电路并联而成；根据容量的不同，柜体结构由逆变柜、输出柜、控制柜３部分或逆变输出柜、控制柜２部分并排放置组成；控制策略采用带有电流控制内环无需电压传感器的分级控制。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术为电力电子
的电气设备，用于35KV及以下电 压等级，具有的电能质量提升、谐波滤波和动态无功补偿等功能。
技术介绍
目前国内的有源滤波器单机容量小，功能单一，电网回馈大，不 适于应用在1KV以上的高压系统。国内高压电力系统治理谐波大多采用高压静 止无功补偿装置(SVC)等无源滤波补偿方式，具有谐振和过补偿危险，受限于 电网瞬时负荷配置，不能准确滤波；而高压有源设备静止同步补偿器(STATC0M) 等只具有动态无功补偿的功能，不具有滤谐波的功能。
技术实现思路
本技术的目的在于克服目前国内滤波补偿设备的缺点，提供 一种兼具动态无功补偿和谐波治理功能的大容量双桥结构的有源滤波设备，不 仅可应用于低压系统，还可以通过加装降压变压器应用于高压系统。其最大容 量达1450 KVar，可滤除50次之内的谐波，补偿响应时间为2ms，电流测量周 期为2(^s，补偿谐波和无功的比例可自由设定，具有232/485、以太网等多种通信方式。此有源恢复系统的上述指标达到国际同类产品的领先水平，可以解决下面的电能质量问题谐波，间谐波；无功补偿；电压闪变，骤降；三相不平衡。 可以补偿任何负载类型、35KV以下电压等级的三相电网，显著改善电能质量。 本技术的目的可通过以下的设计来实现-主电路设计主电路为双桥结构，由两组全桥逆变电路并联而成；双桥电 路结构完全对称，包括直流电容预充电电路、逆变器、无源阻容(RC)涟波滤 波器、输出电抗器及保护电路。双桥结构的作用是增大容量并减少高频涟波电 流。此有源恢复系统安装于机柜内，柜体结构设计880Kvar以上容量的设备， 由逆变柜、输出柜、控制柜3部分并排放置组成；880Kvar以下容量的设备，由 逆变输出柜、控制柜2部分并排放置组成。控制策略由数字信号处理器(DSP)控制电路实现设备的控制功能，是带 有电流控制内环无需电压传感器的分级控制；电流控制器在控制系统的每个采 样周期设置电压型逆变器的输出电压，以得到线电流的参考值；适应型全数字 PI电压控制器使直流电压值基本恒定；直流电压控制器的输出信号决定了电网 负荷的有功电流值和设备的功耗；补偿的无功电流由控制单元的无功功率和谐 波估计模块计算。通过控制策略来实现对双桥主电路的驱动控制，使逆变器产生随着电网中的谐波动态变化的补偿电流，以实现恢复电能质量的目的。附图说明 图1是本技术的主电路结构单线图；图2为柜体结构图。图3 为控制原理图。具体实施方式以下结合附图说明本技术大容量双桥结构电能质量有源 恢复系统的具体实施方式。图l所示的主电路采用双桥的结构，其中QFO为主断路器；QF1和QF2为两个 逆变桥的断路器，QF3为涟波滤波回路的接触器；KM1和KM2为两个逆变桥的接触 器；KA11和KA12为直流电容充电回路的继电器，KA3为涟波滤波回路的继电器； FA11 FA13和FA21 FA23为两个逆变桥的熔断器；C为直流电容器；L1和L2为输出 电抗器。图2所示为880Kvar以上容量的柜体结构，其中逆变柜内为l一两组直流电容 和逆变器；输出柜内包括2-输出电抗器，3-涟波滤波器的电容和电阻，4一预充 电电阻；控制柜内包括5—控制器的控制电路和开关，6 —两组逆变桥接触器， 7—风扇电源，8 —主断路器，9 —涟波滤波器的接触器。图3所示的控制系统采用闭环控制，电流控制环的控制值是电源侧电流，是负载侧测量电流和双桥电流之和；这两个三相电流相加后转换为两相信号^ 、 通过锁相环得到的卢'实现从向量C2到向量、p的转换。两组全桥逆变电路的开关顺序通过滑动方式控制器来选择；两个脉冲控制器的输出信号^ 、 ^为电压向量，通过锁相环检测电压向量的相位。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种大容量双桥结构的电能质量有源恢复系统，其特性是主电路为双桥结构，由两组全桥逆变电路并联而成；有源恢复系统安装在柜体内，根据容量的不同，柜体结构由逆变柜、输出柜、控制柜３部分或逆变输出柜、控制柜２部分并排放置组成；主电路由数字信号处理器（ＤＳＰ）控制电路实现其控制功能，控制策略为带有电流控制内环无需电压传感器的分级控制。

【技术特征摘要】
1、一种大容量双桥结构的电能质量有源恢复系统，其特性是主电路为双桥结构，由两组全桥逆变电路并联而成；有源恢复系统安装在柜体内，根据容量的不同，柜体结构由逆变柜、输出柜、控制柜3部分或逆变输出柜、控制柜2部分并排放置组成；主电路由数字信号处理器(DSP)控制电路实现其控制功能，控制策略为带有电流控制内环无需电压传感器的分级控制。2、 按照权利要求1所述的大容量双桥结构的电能质量有源恢复系统， 其特征在于两组逆变电路完全相同，包括直流电容预充电电路、逆变器、 无源阻容(RC)涟波电流滤波器、输出电抗器及保护电路。3、 按照权利要求1所述的大容量双桥结构的电能质量有源恢复系统， 其特征在于逆变柜内为所述两组直流电容和逆变...

【专利技术属性】
技术研发人员：张欣禹，
申请(专利权)人：张欣禹，
类型：实用新型
国别省市：11[中国|北京]