混合頻率控制諧波電流發生裝置的製作方法

2023-07-16 08:57:56 3

專利名稱：混合頻率控制諧波電流發生裝置的製作方法
技術領域：
本發明屬於動態電能質量控制技術領域，特別是提供了一種混合頻率控制諧波電流發生裝置。
背景技術：
電力系統中諧波會導致用電設備發熱、損耗增大、振動增加、噪聲加大等危害，有必要進行治理。而用於各種治理設備補償效果驗證的諧波電流發生裝置卻存在諧波頻帶窄、容量小、精度低、調節繁瑣等問題。本發明公開的一種混合頻率控制諧波電流發生裝置，由高頻諧波恆流源和低頻電壓源混合構成混合頻率諧波電流發生裝置，諧波帶寬高、容量大、控制精度好、調節方便。本發明的優點在於裝置顯著擴大了諧波電流發生的範圍，降低了裝置總體開關損耗，實現了不同頻率模塊間的解耦控制，改善了電力電子器件的工作條件，提高了可靠性。

發明內容
本發明的目的在於提供一種混合頻率控制諧波電流發生裝置，用於中低壓配電網動態電能質量控制。它基於控制不同含量的高低頻諧波電流的疊加實現預先設定諧波波形的發生。本發明包括單相整流變壓器1，PWM整流H橋模塊2，放電支路3，低頻級聯H橋模塊4，高頻H橋模塊5，高頻連接電抗6，低頻連接電抗7和系統接入點8。單相整流變壓器1將交流電源降壓後，分別通過N(N的取值範圍是3 1 個低壓繞組對N個PWM整流H橋模塊2進行充電，建立起直流母線電壓。每個PWM整流H橋模塊的直流母線上並聯了放電支路3。N個PWM整流H橋模塊分為兩組，其中一組由一個PWM 整流H橋模塊組成，其直流母線連接高頻H橋模塊5的輸入端，另一組由N-I個PWM整流H 橋模塊組成，它們的直流母線分別連接到N-I個低頻級聯H橋模塊4的輸入端。高頻H橋模塊5的一個輸出端A通過高頻連接電抗6後，與低頻連接電抗器7的B點相連，然後一起連接至系統接入點8，高頻H橋模塊5的另一端和低頻連接電抗器7的C點相連。低頻級聯 H橋模塊4由N-I個單相H橋模塊串聯構成，串聯輸出的一端連接到低頻連接電抗器7的C 點，另一端連接到中性點D。高頻H橋模塊5產生11 31次諧波電流，低頻級聯H橋模塊4產生2 10次諧波電壓，分別通過高頻連接電抗6和低頻連接電抗7在系統接入點8處形成諧波電流的疊加輸出。單相整流變壓器1將交流電源降壓後，分別通過N個低壓繞組對N(N的取值範圍為3 1 個PWM整流H橋模塊2進行充電，建立起直流母線電壓。每個PWM整流H橋模塊的直流母線上並聯了放電支路3，當直流母線出現過電壓時，放電支路3迅速放電，控制直流母線電壓不過限，保護電力電子器件的安全。N個PWM整流H橋模塊分為兩組，其中一組由一個PWM整流H橋模塊組成，其直流母線連接高頻H橋模塊5的輸入端，另一組由N-I個PWM整流H橋模塊組成，它們的直流母線分別連接到N-I個低頻級聯H橋模塊4的輸入端。高頻H橋模塊5的一個輸出端A通過高頻連接電抗6後，與低頻連接電抗器7的B點相連，然後一起連接至系統接入點8，高頻H橋模塊5的另一端和低頻連接電抗器7的C點相連。低頻級聯H橋模塊4由N-I個單相H橋模塊串聯構成，串聯輸出的一端連接到低頻連接電抗器7的C點，另一端連接到中性點D。本發明提出的一種混合頻率控制諧波電流發生裝置的工作原理為，單相整流變壓器將交流電源降壓隔離後，分別通過N個低壓繞組對N個PWM整流H橋模塊進行充電，建立起直流母線電壓。每個PWM整流H橋模塊的直流母線上並聯了放電支路，當直流母線出現過電壓時，放電支路迅速放電，控制直流母線電壓不過限，從而保護電力電子器件的安全。N 個PWM整流H橋模塊分為兩組，其中一組由一個PWM整流H橋模塊組成，其直流母線連接高頻H橋模塊的輸入端，另一組由N-I個PWM整流H橋模塊組成，它們的直流母線分別連接到 N-I個低頻級聯H橋模塊的輸入端。高頻H橋模塊5根據控制指令基於滯環電流控制算法， 作為恆流源產生11-31次高次諧波電流，通過高頻連接電抗6接到系統接入點8處；低頻級聯H橋模塊4根據控制指令基於載波移相控制算法，作為恆壓源產生2-10次較低次的諧波電壓，諧波電壓通過低頻連接電抗7連接到系統接入點8上，產生對應的2-10次諧波電流， 和高頻H橋模塊產生的11-31次諧波電流在系統接入點8處相疊加，形成最終產生的總諧波電流。本發明的優點在於裝置顯著擴大了諧波電流發生的範圍，降低了裝置總體開關損耗，實現了不同頻率模塊間的解耦控制，改善了電力電子器件的工作條件，提高了可靠性。


圖1為本發明的一種混合頻率控制諧波電流發生裝置主電路拓撲圖。其中，單相整流變壓器1，PWM整流H橋模塊2，放電支路3，低頻級聯H橋模塊4，高頻H橋模塊5，高頻連接電抗6，低頻連接電抗7、系統接入點8。
具體實施例方式本發明提出的一種混合頻率控制諧波電流發生裝置主電路結構圖如附圖1所示， 由單相整流變壓器1，PWM整流H橋模塊2，放電支路3，低頻級聯H橋模塊4，高頻H橋模塊 5，高頻連接電抗6，低頻連接電抗7和系統接入點8組成。單相整流變壓器1將交流電源降壓後，分別通過N個低壓繞組對N個PWM整流H 橋模塊2進行充電，建立起直流母線電壓。每個PWM整流H橋模塊的直流母線上並聯了放電支路3。N個PWM整流H橋模塊分為兩組，其中一組由一個PWM整流H橋模塊組成，其直流母線連接高頻H橋模塊5的輸入端，另一組由N-I個PWM整流H橋模塊組成，它們的直流母線分別連接到N-I個低頻級聯H橋模塊4的輸入端。高頻H橋模塊5的一個輸出端A通過高頻連接電抗6後，與低頻連接電抗器7的B點相連，然後一起連接至系統接入點8，高頻H 橋模塊5的另一端和低頻連接電抗器7的C點相連。低頻級聯H橋模塊4由N-I個單相H 橋模塊串聯構成，串聯輸出的一端連接到低頻連接電抗器7的C點，另一端連接到中性點D。
權利要求
1.一種混合頻率控制諧波電流發生裝置，其特徵在於，包括單相整流變壓器(1)，PWM 整流H橋模塊(2)，放電支路(3)，低頻級聯H橋模塊(4)，高頻H橋模塊(5)，高頻連接電抗 (6)，低頻連接電抗(7)和系統接入點⑶；單相整流變壓器⑴將交流電源降壓後，分別通過N個低壓繞組對N個PWM整流H橋模塊(2)進行充電，建立起直流母線電壓；每個PWM整流H橋模塊的直流母線上並聯了放電支路(3) ；N個PWM整流H橋模塊分為兩組，其中一組由一個PWM整流H橋模塊組成，其直流母線連接高頻H橋模塊(5)的輸入端，另一組由N-I 個PWM整流H橋模塊組成，它們的直流母線分別連接到N-I個低頻級聯H橋模塊(4)的輸入端；高頻H橋模塊(5)的一個輸出端A通過高頻連接電抗(6)後，與低頻連接電抗器(7) 的B點相連，然後一起連接至系統接入點(8)，高頻H橋模塊(5)的另一端和低頻連接電抗器⑵的C點相連；低頻級聯H橋模塊(4)由N-I個單相H橋模塊串聯構成，串聯輸出的一端連接到低頻連接電抗器(7)的C點，另一端連接到中性點D ；高頻H橋模塊(5)產生11 31次諧波電流，低頻級聯H橋模塊(4)產生2 10次諧波電壓，分別通過高頻連接電抗(6) 和低頻連接電抗(7)在系統接入點(8)處形成諧波電流的疊加輸出。
2.按照權利要求1所述的裝置，其特徵在於，N的取值範圍3 15。
全文摘要
一種混合頻率控制諧波電流發生裝置，屬於動態電能質量控制技術領域。由單相整流變壓器(1)，PWM整流H橋模塊(2)，放電支路(3)，低頻級聯H橋模塊(4)，高頻H橋模塊(5)，高頻連接電抗(6)，低頻連接電抗(7)和系統接入點(8)組成。高頻H橋模塊(5)產生11～31次諧波電流，低頻級聯H橋模塊(4)產生2～10次諧波電壓，分別通過高頻連接電抗(6)和低頻連接電抗(7)在系統接入點(8)處形成諧波電流的疊加輸出。本發明的優點在於裝置顯著擴大了諧波電流發生的範圍，降低了裝置總體開關損耗，實現了不同頻率模塊間的解耦控制，改善了電力電子器件的工作條件，提高了可靠性。
文檔編號H02J3/01GK102185317SQ20111011336
公開日2011年9月14日 申請日期2011年5月4日 優先權日2011年5月4日
發明者單任仲, 安勇, 尹忠東, 朱小帆, 李勇鋼, 李鵬 申請人:華北電力大學, 山東電力集團公司日照供電公司