基於多臺有源電力濾波器並聯運行的控制裝置的製作方法
2023-05-29 23:09:56
專利名稱：基於多臺有源電力濾波器並聯運行的控制裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種有源電力濾波器相關技術，尤其是涉及一種基於多臺有源電力濾波器並聯運行的控制裝置。
背景技術：
隨著電力電子裝置的應用日益廣泛，日益嚴重的諧波和無功問題越來越引起人們的關注。無源濾波技術是傳統的諧波抑制方法，採用LC濾波器實現。該裝置由一定參數的電容器、電抗器和電感器組合而成，與諧波電流源並聯，為諧波提供低阻通路，避免諧波電流注入電網。無源濾波器結構簡單，成本低，技術成熟，但也有嚴重的缺陷只能補償固定次數的諧波，濾波器的特性受電網阻抗的影響大；可能電網系統阻抗發生串聯諧振；為了能夠得出匹配於系統阻抗的LC參數，諧波治理的工程師需要經過現場較長時間的觀察和測量才能得到負載特性的具體要求；易受系統運行方式的影響，當系統運行方式改變時，其運行將不穩定。有源電力濾波器(APF)是一種用於動態抑制諧波、補償無功的新型電力電子裝置，它能對大小和頻率都變化的諧波/變化的無功/電網不平衡電流進行補償和治理，其應用可克服LC等無源濾波器在諧波抑制和無功補償方面的缺點。並聯型APF有源濾波器設備的基本原理是從補償對象中檢測出諧波電流，由補償裝置產生一個與該諧波電流大小相等而方向相反的補償電流，從而使電網電流只含基波分量，達到諧波抑制的目的。該裝置可以對頻率和幅值都變化的電流進行動態補償，且不受系統阻抗的影響。有源電力濾波器具有優異的動態補償諧波、無功和不平衡電流的特性，並且併入系統後不會造成諧振.然而由於大功率可關斷器件(IGBT/GT0)製造水平的限制，有源電力濾波器不能承擔大容量補償的現場需求，為了滿足大容量非線性負荷的實際需求，可以考慮多臺有源電力濾波器並聯運行。本實用新型為了實現多臺相同有源電力濾波器並聯運行時的精簡運行而設計的。
實用新型內容本實用新型就是為了克服上述現有技術存在的缺陷而提供一種設備利用率高、穩定性好的基於多臺有源電力濾波器並聯運行的控制裝置。本實用新型的目的可以通過以下技術方案來實現—種基於多臺有源電力濾波器並聯運行的控制裝置，其特徵在於，包括投切優先權仲裁器、多臺有源電力濾波器(APF)，所述的投切優先權仲裁器分別與多臺APF連接，所述的投切優先權仲裁器與電網側連接，所述的多臺APF的進線端與電網側電流輸出端連接，出線端並聯接入電網；投切優先權仲裁器實時地檢測電網側電流的諧波含量，根據檢測到的數據和每臺 APF的運行時間數據來決定每一個APF投入或切除補償的優先權。所述的投切優先權仲裁器包括DSP晶片、McBSP埠，所述的McBSP埠與有源電力濾波器連接。所述的有源電力濾波器包括DSP晶片、McBSP埠，所述的McBSP埠與投切優先權仲裁器連接。所述的根據檢測到的數據和每臺APF的運行時間數據來決定每一個APF投入或切除補償的優先權具體如下APF累計運行時間短的最先投入，APF累計運行時間長的最先切除；如果一臺APF投入補償之後還是滿足不了當前諧波負載的實際需求，就根據累計運行時間短的設備最先投入的原則再投入下一臺APF，直至可以達到效果為止；如果發現諧波負荷的實際補償需求已經降低了，那麼就按照累計運行時間長的設備最先切除的原則把優先級高的APF切除。與現有技術相比，本實用新型具有既保證裝置運行的經濟性，提高設備的綜合利用率，又可以保證裝置中每臺設備都得到均等地利用，進而提高整個系統運行的穩定性。
圖1為本實用新型的結構示意圖。
具體實施方式
以下結合附圖和具體實施例對本實用新型進行詳細說明。實施例如圖1所示，一種基於多臺有源電力濾波器並聯運行的控制裝置，包括投切優先權仲裁器1、多臺有源電力濾波器APF1、APF2、APF3、APF4，所述的投切優先權仲裁器1分別與多臺有源電力濾波器APF1、APF2、APF3、APF4連接，所述的投切優先權仲裁器1與電網側 2連接，所述的多臺有源電力濾波器APF1、APF2、APF3、APF4的諧波檢測信號取自電網側電流，出線端並聯接入電網；投切優先權仲裁器1實時地檢測電網側2電流的諧波含量，根據檢測到的數據和每臺有源電力濾波器的運行時間數據來決定每一個有源電力濾波器投入或切除補償的優先權。所述的投切優先權仲裁器1包括DSP晶片、McBSP埠，所述的McBSP 埠與有源電力濾波器連接。所述的有源電力濾波器包括DSP晶片、McBSP埠，所述的 McBSP埠與投切優先權仲裁器連接。多臺有源電力濾波器並聯運行時，通過製作一個投切優先權仲裁器1的McBSP埠來連接多臺並聯運行的有源電力濾波器，組成一個有源濾波器投切優先權仲裁網絡，具體包含以下內容a.每臺有源電力濾波器都採用檢測電網電流的控制方式，可以實時地檢測還未補償的諧波電流；本專利所述的APF的諧波治理任務是避免負載諧波源汙染電網，改善的是電網側的電流。而無論APF是否運行，負載側的電流諧波含量是始終不會變化的，要衡量補償的效果，必須檢測電網側的電流。這樣才可以知道還有多少含量的諧波未被補償，以及還需要投入幾組APF。這種檢測電網電流的控制方式適合於多組APF並聯運行，當需要補償的諧波不是很大的時候，可以將任意的一個或幾個APF投入運行，還可以指定將使用量較少的APF投入使用，以達到節約資源和均等利用每臺APF設備的目的。b.每臺有源電力濾波器控制器中有本機的運行時間記錄並保存到鐵電存儲器中；c.投切優先權仲裁器是由一片單獨的DSP^12晶片完成，仲裁器本身也在時刻監控網側電流的諧波情況，並通過自身的McBSP 口和每個有源濾波器中DSP^12的McBSP接
口組網。有源電力濾波器的主電路，採用基於IGBT模塊的PWM變流器，直流側為一個大電容，主電路的輸出端接有低通濾波器，以此來濾除開關器件通斷造成的高頻毛刺。DSP控制板採用兩片TMS320F2812 DSP作為控制晶片。每臺APF裝置，通過McBSP接口，完成相互之間投入的優化工作/協調控制/並行計算/數據共享等任務，DSP控制板採用光纖傳輸PWM 控制信號，實現高低壓電氣隔離，由專用的脈衝觸發裝置控制IGBT的工作。所述的根據檢測到的數據和每臺有源電力濾波器的運行時間數據來決定每一個有源電力濾波器投切的規則具體如下有源電力濾波器累計運行時間短的最先投入，有源電力濾波器累計運行時間長的最先切除；如果一臺有源電力濾波器投入補償之後還是滿足不了當前諧波負載的實際需求，就根據累計運行時間短的設備最先投入的原則再投入下一臺有源電力濾波器，直至可以達到效果為止；如果發現諧波負荷的實際需求已經降低了，那麼就按照累計運行時間長的設備最先切除的原則把優先級高的有源電力濾波器切除。應用上述控制策略，既可以保證系統運行的經濟性，提高設備的綜合利用率，又可以保證系統中每臺設備都得到均等地利用，進而提高整個系統運行的穩定性。
權利要求1.一種基於多臺有源電力濾波器並聯運行的控制裝置，其特徵在於，包括投切優先權仲裁器、多臺有源電力濾波器APF，所述的投切優先權仲裁器分別與多臺APF連接，所述的投切優先權仲裁器與電網側連接，所述的多臺APF的進線端與電網側電流輸出端連接，出線端並聯接入電網；
2.根據權利要求1所述的一種基於多臺有源電力濾波器並聯運行的控制裝置，其特徵在於，所述的投切優先權仲裁器包括DSP晶片、McBSP埠，所述的McBSP埠與有源電力濾波器連接。
3.根據權利要求1所述的一種基於多臺有源電力濾波器並聯運行的控制裝置，其特徵在於，所述的有源電力濾波器包括DSP晶片、McBSP埠，所述的McBSP埠與投切優先權仲裁器連接。
專利摘要本實用新型涉及一種基於多臺有源電力濾波器並聯運行的控制裝置，包括投切優先權仲裁器、多臺有源電力濾波器(APF)，所述的投切優先權仲裁器分別與多臺APF連接，所述的投切優先權仲裁器與電網側連接，所述的多臺APF的進線端與電網側電流輸出端連接，出線端並聯接入電網。與現有技術相比，本實用新型具有設備利用率高、穩定性好等優點。
文檔編號H02J3/18GK202103421SQ201120104908
公開日2012年1月4日 申請日期2011年4月10日 優先權日2011年4月10日
發明者劉建春, 唐曉棟, 季曉春, 張宇亮, 楊翀, 蔡守平, 陸偉青 申請人:上海安科瑞電氣股份有限公司