一種戶外型電力有源濾波裝置的控制系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及電力控制領域，尤其是涉及一種戶外型電力有源濾波裝置的控制系統。
【背景技術】
[0002]非線性負荷引起的諧波同樣帶來嚴重的負面影響，特別是隨著電力電子技術的迅猛發展，各種電力電子裝置在發電、輸電、配電和用電系統中日益廣泛的應用，它對電網所帶來的諧波、無功污染也逐漸嚴重。同時隨著社會信息化的進步，敏感性負載(如計算機控制系統、精密電子設備等)的廣泛應用，對電能質量也提出了更高的要求。
[0003]現有的電力有源濾波裝置一般設置在室內，由于室內空間緊張，導致電力有源濾波裝置的散熱性能下降影響，并且對于諧波抵消、無功補償、三相不平衡和電壓跌落等狀況不能全部實現，電能質量不能得到很好保證。
【實用新型內容】
[0004]本實用新型的目的就是為了克服上述現有技術存在的缺陷而提供一種占地小、運行可靠、適用范圍廣、功能強大的戶外型電力有源濾波裝置的控制系統。
[0005]本實用新型的目的可以通過以下技術方案來實現:
[0006]—種戶外型電力有源濾波裝置的控制系統，連接在變壓器二次側與非線性負載之間的母線上，用以提高母線上的電能質量，該系統包括電容器投切裝置、諧波抵消裝置、分時儲能裝置和控制器，所述的電容器投切裝置、諧波抵消裝置和分時儲能裝置分別與控制器連接，所述的電容器投切裝置分別與母線和地連接，所述的諧波抵消裝置的接入點和輸出點均設置在母線上，所述的分時儲能裝置一端與母線連接，另一端與諧波抵消裝置連接。
[0007]所述的諧波抵消裝置包括檢測器、PffM電路和逆變器，所述的諧波抵消裝置的接入點、檢測器、控制器、PWM電路、逆變器和諧波抵消裝置的輸出點依次連接，所述的逆變器與分時儲能裝置連接。
[0008]所述的電容器投切裝置包括多個并聯的電容投切單元，每個電容投切單元均包括電力開關和補償電容，所述的電力開關與控制器連接，所述的母線、電力開關、補償電容和地依次連接。
[0009]所述的分時儲能裝置包括儲能元件和升壓穩壓電路，所述的母線、升壓穩壓電路、儲能元件和逆變器依次連接，所述的升壓穩壓電路與控制器連接。
[0010]所述的控制系統設置在戶外柱上，高度為4.5-5m，并且外部套設有防爆殼體。
[0011]所述的控制器為DSP、ARM、CPLD或FPGA。
[0012]所述的逆變器為雙向逆變器。
[0013]所述的檢測器包括電流互感器、電壓互感器和電功率表。
[0014]與現有技術相比，本實用新型具有以下優點:
[0015]—、占地小、運行可靠:該裝置應用于戶外柱上，占地面積大大減小，解決了傳統戶外補償裝置運維中的防天氣災害、防外力破壞以及散熱等問題，可有效節約土地資源，拓展城市電網的發展空間，提高供電可靠性。
[0016]二、適用范圍廣:本實用新型可以廣泛應用于城市鬧市區、景觀地帶、居民小區等地，適用于各種常規負載和敏感性負載減輕了城區配電變壓器建設的壓力，安裝方便，配置靈活多變。
[0017]三、功能強大:本系統可以根據母線和負載的情況選擇相應的運行模式進行補償，當母線電壓正常，諧波含量較多時，在控制器的控制下向系統注入諧波電流，以抵消負載的諧波，當母線出現無功缺額時，可以向母線注入無功功率，以維持系統的無功平衡，當母線三相不平衡時，可以在三相之間交換有功能量，使三相不平衡得到抑制，當母線出現電壓跌落和快速波動時，就相當于一個可控電壓源，維持接入點的電壓穩定。
【附圖說明】
[0018]圖1為本實用新型的系統結構示意圖。
[0019]其中，1、控制器，21、檢測器，22、PWM電路，23、逆變器，31、電力開關，32、補償電容，
41、儲能兀件，42、升壓穩壓電路，5、非線性負載。
【具體實施方式】
[0020]下面結合附圖和具體實施例對本實用新型進行詳細說明。
[0021]實施例:
[0022]如圖1所示，一種戶外型電力有源濾波裝置的控制系統，連接在變壓器二次側與非線性負載5之間的母線上，用以提高母線上的電能質量，該系統包括電容器投切裝置、諧波抵消裝置、分時儲能裝置和控制器1，電容器投切裝置、諧波抵消裝置和分時儲能裝置分別與控制器I連接，電容器投切裝置分別與母線和地連接，諧波抵消裝置的接入點和輸出點均設置在母線上，分時儲能裝置一端與母線連接，另一端與諧波抵消裝置連接，該控制系統設置在戶外柱上，高度為4.75m，并且外部套設有防爆殼體，控制器I為DSP、ARM、CPLD或FPGA0
[0023]諧波抵消裝置包括檢測器21、PffM電路22和逆變器23，諧波抵消裝置的接入點、檢測器21、控制器UPffM電路22、逆變器23和諧波抵消裝置的輸出點依次連接，逆變器23與分時儲能裝置連接，逆變器23為雙向逆變器，檢測器21包括電流互感器、電壓互感器和電功率表。
[0024]電容器投切裝置包括多個并聯的電容投切單元，每個電容投切單元均包括電力開關31和補償電容32，電力開關31與控制器I連接，母線、電力開關31、補償電容32和地依次連接。
[0025]分時儲能裝置包括儲能元件41和升壓穩壓電路42，母線、升壓穩壓電路42、儲能元件41和逆變器23依次連接，升壓穩壓電路42與控制器I連接。
[0026]本系統可以根據母線和非線性負載的情況選擇相應的運行模式進行補償，當母線電壓正常，諧波含量較多時，控制器I接收檢測器21檢測到的母線電流，控制諧波抵消裝置的PffM電路產生PffM波從而控制逆變器23的電力開關，向母線注入諧波電流，以抵消負載的諧波，當母線出現無功缺額時，通過控制器I控制電容器投切裝置的電力開關31的通斷投切補償電容32，從而向母線注入無功功率，以維持系統的無功平衡，當母線三相不平衡時，可以在三相之間交換有功能量，使三相不平衡得到抑制，當母線出現電壓跌落和快速波動時，控制器I控制分時儲能裝置的升壓穩壓電路42，使儲能元件41相當于一個電壓源，維持接入點的電壓穩定。
[0027]這幾種運行模式的切換是基于對本系統和負載電流、電壓和電功率的檢測，通過對這些數據的分析，判斷系統當前的運行狀況，裝置根據相應的運行狀況調整和切換其運行模式，以使裝置能夠最大限度的發揮作用，改善系統的電能質量。
【主權項】
1.一種戶外型電力有源濾波裝置的控制系統，連接在變壓器二次側與非線性負載(5)之間的母線上，用以提高母線上的電能質量，其特征在于，該系統包括電容器投切裝置、諧波抵消裝置、分時儲能裝置和控制器(I)，所述的電容器投切裝置、諧波抵消裝置和分時儲能裝置分別與控制器(I)連接，所述的電容器投切裝置分別與母線和地連接，所述的諧波抵消裝置的接入點和輸出點均設置在母線上，所述的分時儲能裝置一端與母線連接，另一端與諧波抵消裝置連接。2.根據權利要求1所述的一種戶外型電力有源濾波裝置的控制系統，其特征在于，所述的諧波抵消裝置包括檢測器(21)、PWM電路(22)和逆變器(23)，所述的諧波抵消裝置的接入點、檢測器(21)、控制器(1)、PffM電路(22)、逆變器(23)和諧波抵消裝置的輸出點依次連接，所述的逆變器(23)與分時儲能裝置連接。3.根據權利要求1所述的一種戶外型電力有源濾波裝置的控制系統，其特征在于，所述的電容器投切裝置包括多個并聯的電容投切單元，每個電容投切單元均包括電力開關(31)和補償電容(32)，所述的電力開關(31)與控制器⑴連接，所述的母線、電力開關(31)、補償電容(32)和地依次連接。4.根據權利要求2所述的一種戶外型電力有源濾波裝置的控制系統，其特征在于，所述的分時儲能裝置包括儲能元件(41)和升壓穩壓電路(42)，所述的母線、升壓穩壓電路(42)、儲能元件(41)和逆變器(23)依次連接，所述的升壓穩壓電路(42)與控制器(I)連接。5.根據權利要求1所述的一種戶外型電力有源濾波裝置的控制系統，其特征在于，所述的控制系統設置在戶外柱上，高度為4.5-5m，并且外部套設有防爆殼體。6.根據權利要求1所述的一種戶外型電力有源濾波裝置的控制系統，其特征在于，所述的控制器⑴為DSP、ARM、CPLD或FPGA。7.根據權利要求2所述的一種戶外型電力有源濾波裝置的控制系統，其特征在于，所述的逆變器(23)為雙向逆變器。8.根據權利要求2所述的一種戶外型電力有源濾波裝置的控制系統，其特征在于，所述的檢測器(21)包括電流互感器、電壓互感器和電功率表。
【專利摘要】本實用新型涉及一種戶外型電力有源濾波裝置的控制系統，連接在變壓器二次側與非線性負載之間的母線上，用以提高母線上的電能質量，該系統包括電容器投切裝置、諧波抵消裝置、分時儲能裝置和控制器，所述的電容器投切裝置、諧波抵消裝置和分時儲能裝置分別與控制器連接，所述的電容器投切裝置分別與母線和地連接，所述的諧波抵消裝置的接入點和輸出點均設置在母線上，所述的分時儲能裝置一端與母線連接，另一端與諧波抵消裝置連接。與現有技術相比，本實用新型具有占地小、運行可靠、適用范圍廣、功能強大等優點。
【IPC分類】H02J3/26, H02J3/18, H02J3/01
【公開號】CN204928140
【申請號】CN201520544245
【發明人】舒觀瀾
【申請人】利思電氣（上海）有限公司
【公開日】2015年12月30日
【申請日】2015年7月24日