一种有源电能质量综合调节装置及其检测算法
【专利摘要】本发明涉及一种有源电能质量综合调节装置及其检测算法，包括柜体、功率单元、防护板、断路器单元、二次安装板单元、直流电容单元、风机、L1电抗器、L2电抗器、滤波电容、接触器，二次安装板单元通过二次安装板支撑固定，二次安装板由金属板材制作；柜体顶部设有通气窗，下部设有通风百叶，柜体背面上部和下部均设有进线连接装置。优点是：同一装置，在系统控制下，可分别实现SVG（静止无功发生器）或APF（有源电力滤波器）的功能，也可同时实现SVG和APF功能，即本设计从硬件和软件同时兼顾SVG或APF的功能要求。本装置易于分别实现扩容；采用模块化设计，功率密度高，体积小，减少连接母排长度。
【专利说明】一种有源电能质量综合调节装置及其检测算法
【技术领域】
[0001]本发明属于电能质量治理装备领域，尤其涉及一种有源电能质量综合调节装置及其检测算法。
【背景技术】
[0002]伴随着国民经济实力的提高和电力工业的快速的发展,大功率电力电子设备在工业中逐步得以广泛使用，因此而产生的无功和谐波污染也日益严重。
[0003]如今各种电力电子装置的大功率开关器件均在非线性状态下工作，这不但使电网系统的功率因数在一定程度上降低，而且大量的谐波电流也注入到电网中，形成巨大的电力公害，造成电网的不稳定性，不安全和浪费，为此，无功和谐波治理具有重要的现实意义。
[0004]传统无功补偿和谐波治理设备和技术，可以达到无功补偿和谐波治理的目的，但是存在缺陷，可概括为:
[0005](I)对待一些特殊的无功和谐波能够进行简单的治理；
[0006](2)现有的技术，在同一装置中不能同时处理无功和谐波；
[0007](3)传统设备结构的设计松散，体积大，本身功耗大，有色金属耗材也较多，增加了生产成本。
[0008](4)设备控制系统容易受到电磁干扰，影响设备的稳定工作。
[0009](5)设备容易受到环境温度、湿度、盐雾和静电的影响，造成设备过热、局部放电等故障。
[0010](6)设备结构设计复杂，生产效率低，维修更换不方便。
[0011](7)对谐波次数频繁发生变化的线性或者非线性负载的滤波效果不是很好；
[0012]隨着现代电力电子技术的发展，人们采用有源电力滤波器替代无源滤波器。
[0013]有源电力滤波器分单独使用和混合使用两大类，一般要求时，单独使用即可满足要求，其单独使用，又分并联型和串联型。目前，由于负载接入电网是与主电路并行的，所以称这种方式为并联型。这种形式是有源电力滤波器最基本一种，也是当今应用范围最广的一种。但是现有并联型有源电力滤波器的柜体结构庞大，自身功耗大，谐波滤除范围小，响应速度慢，不能同时治理多种电能质量问题，无自动限流运行功能，智能程度低，仅有模拟显示等缺点。
【发明内容】
[0014]为克服现有技术的不足，本发明的目的是提供一种有源电能质量综合调节装置及其检测算法，同时实现无功和谐波治理，整体结构上减小体积。
[0015]为实现上述目的，本发明通过以下技术方案实现:
[0016]一种有源电能质量综合调节装置及其检测算法，包括柜体、功率单元、防护板、断路器单元、二次安装板单元、直流电容单元、风机、LI电抗器、L2电抗器、滤波电容、接触器，
[0017]二次安装板单元通过二次安装板支撑固定，二次安装板由金属板材制作；[0018]柜体顶部设有通气窗，下部设有通风百叶，柜体外部的正面设有柜门，柜体背面上部和下部均设有进线连接装置；
[0019]柜体内分为四层结构，第一层设有功率单元、直流电容单元、风机，其中，功率单元与直流电容单元为分体式结构，功率单元安置在柜体正面靠近柜门处，直流电容下部设有风机；第二层设有L2电抗器和二次安装板单元，二次安装板单元安装在功率单元下部；第三层设有LI电抗器、滤波电容；底层设有接触器和断路器单元，所述的柜体正面柜门内设有防护板，功率单元外部设有防护罩；所述的防护板与防护罩均采用可降解非金属材料制作。
[0020]所述的二次安装板单元的电路板上涂敷有三防漆层。
[0021 ] 所述的直流电容单元外部设有散热片。
[0022]所述的功率单元包括IGBT模块、驱动转接板、散热器，其中，IGBT模块与驱动转接板连接，IGBT模块通过散热器散热，所述散热器由若干个齿状结构的散热板组成。
[0023]利用上述装置实现的电能质量调节的检测算法，包括以下步骤:
[0024]I)设三相电压和电流的瞬时值分别为ea、e b、ec和ia、i b、i。，将它们进行abc/α-β变换，转换到α-β两相正交的静止坐标系下，可得两相瞬时电压θα、θ0和两相瞬时电流i α、i e:
【权利要求】
1.一种有源电能质量综 合调节装置，其特征在于，包括柜体、功率单元、防护板、断路器单元、二次安装板单元、直流电容单元、风机、L1电抗器、L2电抗器、滤波电容、接触器， 二次安装板单元通过二次安装板支撑固定，二次安装板由金属板材制作； 柜体顶部设有通气窗，下部设有通风百叶，柜体外部的正面设有柜门，柜体背面上部和下部均设有进线板； 柜体内分为四层结构，第一层设有功率单元、直流电容单元、风机，功率单元与直流电容单元为分体式结构，功率单元设置在柜体正面靠近柜门处，直流电容下部设有风机；第二层设有L2电抗器和二次安装板单元，二次安装板单元设置在功率单元下部；第三层设有LI电抗器、滤波电容；底层设有接触器和断路器单元，所述的柜体正面柜门内设有防护板，功率单元外部设有防护罩；所述的防护板与防护罩均采用树脂材料制作。
2.根据权利要求1所述的一种有源电能质量综合调节装置，其特征在于，所述的二次安装板单元的电路板上涂敷有三防漆层。
3.根据权利要求1所述的一种有源电能质量综合调节装置，其特征在于，所述的直流电容单元外部设有散热片。
4.根据权利要求1所述的一种有源电能质量综合调节装置，其特征在于，所述的功率单元包括IGBT模块、驱动转接板、散热器，IGBT模块与驱动转接板连接，IGBT模块与驱动转接板均通过散热器散热，所述散热器由若干个齿状结构的散热板组成。
5.利用权利要求1-4任意一项所述的装置实现的电能质量调节的检测算法，其特征在于，包括以下步骤: 1)设三相电压和电流的瞬时值分别为ea、eb、e。和ia、i b、i。，将它们进行abc/α -β变换，转换到α-β两相正交的静止坐标系下，可得两相瞬时电压ea、ee和两相瞬时电流i a 、 i β:
6.根据权利要求5所述的一种电能质量调节的检测算法，其特征在于，通过控制系统实现单独无功控制、单独谐波控制及SVG+APF控制。
【文档编号】H02J3/18GK103904663SQ201410161530
【公开日】2014年7月2日 申请日期:2014年4月22日 优先权日:2014年4月22日
【发明者】张巍, 王春岩, 苏兴龙 申请人:张巍