一种动态无功补偿与有源滤波智能系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种动态无功补偿与有源滤波智能系统，包括依次连接的分压器、低通滤波器、电流互感器、A/D转换模块、DSP芯片和存储器，依次连接在所述低通滤波器与DSP芯片之间的选通电路、方波形成模块和中断信号发生器，并联在所述方波形成模块与中断信号发生器之间的锁相环，连接在所述锁相环的输出端与锁相环的反馈端之间的计数器；依次与所述DSP芯片连接的光电隔离模块、IGBT驱动电路、光电隔离器OC、电感L和电压互感器，电压互感器的输出端输出至电力系统。该动态无功补偿与有源滤波智能系统，可以克服现有技术中电压和电流质量差、用电安全性差和电能损耗大等缺陷，以实现电压和电流质量好、用电安全性好和电能损耗小的优点。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及电机
，具体地，涉及一种动态无功补偿与有源滤波智能系统。
技术介绍
电能是当今世界上应用最为普遍的能源方式。在电能的使用过程当中，许多供电环节和用电设备都会产生对电能的浪费，并且这些电能的浪费比重已经到了不可忽视的程度。造成电能浪费的主要原因之一，是由于恶劣的电压质量即电压波形畸变，包括电压的闪变、瞬时过电压、谐波畸变、各相电压不平衡等情况；其次恶劣的电流质量，即电力电子设备等非线性负荷给电网带来的电流畸变，包括流入电网的谐波电流，以及无功、不平衡负荷电流、低频负荷变化造成的闪烁等。在实现本技术的过程中，专利技术人发现现有技术中至少存在电压和电流质量差、用电安全性差和电能损耗大等缺陷。 
技术实现思路
本技术的目的在于，针对上述问题，提出一种动态无功补偿与有源滤波智能系统，以实现电压和电流质量好、用电安全性好和电能损耗小的优点。为实现上述目的，本技术采用的技术方案是：一种动态无功补偿与有源滤波智能系统，包括依次连接的分压器、低通滤波器、电流互感器、A/D转换模块、DSP芯片和存储器，依次连接在所述低通滤波器与DSP芯片之间的选通电路、方波形成模块和中断信号发生器，并联在所述方波形成模块与中断信号发生器之间的锁相环，连接在所述锁相环的输出端与锁相环的反馈端之间的计数器；以及，依次与所述DSP芯片连接的光电隔离模块、IGBT驱动电路、光电隔离器OC、电感L和电压互感器，电压互感器的输出端输出至电力系统。进一步地，在所述光电隔离器OC的两端并联有电解电容C；所述电解电容C的正极与光电隔离器OC中二极管的阴极连接，电解电容C的负极与光电隔离器OC中二极管的阳极连接。进一步地，所述存储器，包括并行设置、且分别与DSP芯片连接的程序存储模块和数据存储模块。进一步地，所述程序存储模块为ROM芯片，所述数据存储模块为RAM芯片。本技术各实施例的动态无功补偿与有源滤波智能系统，由于包括依次连接的分压器、低通滤波器、电流互感器、A/D转换模块、DSP芯片和存储器，依次连接在低通滤波器与DSP芯片之间的选通电路、方波形成模块和中断信号发生器，并联在方波形成模块与中断信号发生器之间的锁相环，连接在锁相环的输出端与锁相环的反馈端之间的计数器；依次与DSP芯片连接的光电隔离模块、IGBT驱动电路、光电隔离器OC、电感L和电压互感器，电压互感器的输出端输出至电力系统；可以滤除电网电压、电流信号中的高次谐波分量，还能滤除特定负载可能产生的次谐波分量，仅保留50Hz电压、电流的基波分量，为准确地检测基波分量创造了条件；从而可以克服现有技术中电压和电流质量差、用电安全性差和电能损耗大的缺陷，以实现电压和电流质量好、用电安全性好和电能损耗小的优点。本技术的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本技术而了解。下面通过附图和实施例，对本技术的技术方案做进一步的详细描述。附图说明附图用来提供对本技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本技术的实施例一起用于解释本技术，并不构成对本技术的限制。在附图中：图1为本技术动态无功补偿与有源滤波智能系统的工作原理示意图。具体实施方式以下结合附图对本技术的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本技术，并不用于限定本技术。根据本技术实施例，提供了一种动态无功补偿与有源滤波智能系统。如图1所示，本实施例包括依次连接的分压器、低通滤波器、电流互感器、模拟/数字（A/D）转换模块、数字信号处理（Digital Signal Processing，简称DSP）芯片和存储器，依次连接在低通滤波器与DSP芯片之间的选通电路、方波形成模块和中断信号发生器，并联在方波形成模块与中断信号发生器之间的锁相环，连接在锁相环的输出端与锁相环的反馈端之间的计数器；以及，依次与DSP芯片连接的光电隔离模块、IGBT驱动电路、光电隔离器OC、电感L和电压互感器，电压互感器的输出端输出至电力系统。存储器，包括并行设置、且分别与DSP芯片连接的程序存储模块和数据存储模块；程序存储模块为ROM芯片，数据存储模块为RAM芯片。在上述光电隔离器OC的两端并联有电解电容C；电解电容C的正极与光电隔离器OC中二极管的阴极连接，电解电容C的负极与光电隔离器OC中二极管的阳极连接。上述实施例的动态无功补偿与有源滤波智能系统，主要由电压、电流采样部分由电流互感器、分压器、低通滤波器、A/D转换器（即A/D转换模块）组成，其中低通滤波器的目的是滤除信号中的高次谐波，保证装置在电力系统异常情况下正常运行；DSP芯片中断信号产生由锁相环、计数器与中断信号发生器组成，过零同步电路产生与电源电压同频同相位的方波信号，锁相环配以分频器产生N倍于电源电压频率f的方波信号，这两个信号经过整形，形成对DSP芯片申请中断的脉冲，DSP芯片响应中断，使整个控制电路以双人的频率工作，从而控制PWM变流器以Nfs的开关频率工作，这部分电路为DSP芯片提供信号过零中断及采样中断，采样中断的频率取决于可滤除最高次谐波的次数；DSP芯片控制部分由DSP芯片、ROM芯片、RAM芯片组成，承担乘法、数字低通滤波器、脉宽调制信号产生的计算任务；选通电路的任务是当选通电路选择电压信号u时，装置以有源滤波及无功补偿方式运行。当选通电路选择实测电流I时，装置仅以有源滤波方式运行。脉宽调制电源部分分别由IGBT驱动电路、IGBT桥与电容器、滤波电抗器L、变压器T组成，负责将谐波与无功电流输送至电力系统。上述实施例的动态无功补偿与有源滤波智能系统，可以实现单机感性无功到容性无功的补偿；可以实现根据系统对无功的需求，而基本做到“立即”调整，调整时间可达0.01 s。静止式无功补偿装置在国内外的大型冶炼企业，尤其是拥有轧机负载和电弧炉负载的冶金企业中应用十分广泛．但是，这类负载会向电网输送大量的2、3、4次等高次谐波，有的设备甚至能产生低于电网50Hz基波频率的次谐波，给电网造成严重污染．无功补偿装置需要检测负载电压和电流基波分量的幅值与相位，然后根据计算结果控制补偿器补偿负载的无功分量，平衡负载电压．因此，快速、准确地检测电网的基波电压和电流，是计算所需补偿的负载无功的基本条件，该滤波器不但能滤除电网电压、电流信号中的高次谐波分量，还能滤除特定负载可能产生的次谐波分量，仅保留50Hz电压、电流的基波分量，为准确地检测基波分量创造了条件。最后应说明的是：以上所述仅为本技术的优选实施例而已，并不用于限制本技术，尽管参照前述实施例对本技术进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种动态无功补偿与有源滤波智能系统，其特征在于，包括依次连接的分压器、低通滤波器、电流互感器、A/D转换模块、DSP芯片和存储器，依次连接在所述低通滤波器与DSP芯片之间的选通电路、方波形成模块和中断信号发生器，并联在所述方波形成模块与中断信号发生器之间的锁相环，连接在所述锁相环的输出端与锁相环的反馈端之间的计数器；以及，依次与所述DSP芯片连接的光电隔离模块、IGBT驱动电路、光电隔离器OC、电感L和电压互感器，电压互感器的输出端输出至电力系统。

【技术特征摘要】
1.一种动态无功补偿与有源滤波智能系统，其特征在于，包括依次连接的分压器、低通滤波器、电流互感器、A/D转换模块、DSP芯片和存储器，依次连接在所述低通滤波器与DSP芯片之间的选通电路、方波形成模块和中断信号发生器，并联在所述方波形成模块与中断信号发生器之间的锁相环，连接在所述锁相环的输出端与锁相环的反馈端之间的计数器；以及，
依次与所述DSP芯片连接的光电隔离模块、IGBT驱动电路、光电隔离器OC、电感L和电压互感器，电压互感器的输出端输出至电力系统。
2.根据权利要求1所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：戴伟，郭亮，陈芳，何艳荣，李保鹏，
申请(专利权)人：新疆希望电子有限公司，
类型：实用新型
国别省市：