[实用新型]一种具有储能功能的有源电力滤波器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种具有储能功能的有源电力滤波器，具体涉及一种使有源电力滤波器在改善电能质量的同时具有削峰填谷功能的电力控制装置，属于电能质量控制领域。

背景技术

近年来，电力电子装置和非线性负载的普遍使用，使谐波电流和无功电流大量注入电网，严重威胁电网和电气设备的安全运行与正常使用，对谐波无功进行滤波和补偿已被人们越来越重视。有源电力滤波器是改善电能质量的最好选择之一，因此发展非常迅速。有源电力滤波器是一种动态抑制谐波和补偿无功的电力电子装置，它能对频率和大小都变化的谐波和无功进行补偿，可以弥补无源滤波器的缺点，获得比无源滤波器更好的补偿特性，是一种理想的补偿谐波装置。

有源电力滤波器与无源滤波器相比成本较高，容量也受到功率模块的限制，因此其性价比相对较低。这是因为目前的有源电力滤波器的功能比较单一，除了对负载谐波电流进行补偿外，仅能够对无功功率进行适当的补偿。而通常无功功率比较大，如果利用有源电力滤波器同时进行无功补偿需要的模块的容量就会更大，成本也会大幅度提高，与传统的电容补偿相比其成本因素限制了这项功能的应用。

而目前，夜里电网处于用电低谷时段，此时的电网电价较低，白天电网处于用电高峰时段，此时的电网电价较高。因此如何把夜里所储存的低价电能在高峰电价时释放出来并向负载供电，以降低负载用电成本，从而提高有源电力滤波器利用的经济价值成为本领域技术人员努力方向。

发明内容

本实用新型目的是提供一种具有储能功能的有源电力滤波器，该装置具有削峰填谷功能，可以将低谷电价时储存电能，在高峰电价时输出到电网，从而降低负载用电成本。

为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种具有储能功能的有源电力滤波器，包括：

用于对负载谐波电流补偿的有源电力滤波器，该有源电力滤波器与电源电网并联，该有源电力滤波器的直流侧连接到双向升降压DC/DC变换器，根据电网的高峰和低谷状态在数字控制电路的控制下进行储能操作或释放电能操作；

双向升降压DC/DC变换器，双向升降压DC/DC变换器升压端连接在有源电力滤波器的直流侧，双向升降压DC/DC变换器降压端与储能单元相连接，用于对储能单元的充电曲线或放电曲线进行控制；

储能单元，连接到双向升降压DC/DC变换器，用于存储来自电网的有功功率；

数字控制电路，通过控制总线分别与有源电力滤波器、双向升降压DC/DC变换器、储能单元相连接，根据电网用电的高峰或低峰状态来控制储能单元、双向升降压DC/DC变换器和有源电力滤波器之间的储能操作或释放电能操作。

上述技术方案中的有关内容解释如下：

1、上述方案中，所述双向升降压DC/DC变换器包括：与所述有源电力滤波器并联的第一滤波电容、与储能单元并联的第二滤波电容，一个储能电感与用于控制储能操作的第一功率开关串联，该储能电感另一端与第二滤波电容的一端连接，该第一功率开关另一端与第一滤波电容的一端连接；一个用于控制释放电能操作的第二功率开关，跨接于储能电感与第一功率开关的接点与第一滤波电容与第二滤波电容的接点之间；当处于储能操作状态，第一功率开关由脉冲宽度调制器根据数字控制电路设定的占空比进行储能控制，第二功率开关断开；当处于释放电能操作状态，第二功率开关由脉冲宽度调制器根据数字控制电路设定的占空比进行释放电能控制，第一功率开关断开，所述第一功率开关和第二功率开关均并联二极管。

2、上述方案中，所述储能单元是钒氧化还原液流电池或超级电容或飞轮电池。

由于上述技术方案运用，本实用新型与现有技术相比具有下列优点和效果：

1、本实用新型在传统有源电力滤波器的基础上增加一个储能单元，在完成谐波电流补偿功能的同时，将低谷电价时的电能进行储存，在高峰电价时通过有源电力滤波器向负载进行供电，从而有效降低负载的用电成本，提高有源电力滤波器经济使用价值。

2、本实用新型通过数字控制电路的控制，可以使有源电力滤波器完成对负载谐波电流进行补偿。同时，根据用电高峰和低谷时段的不同进行储能控制或者释放电能控制。即在用电低谷时段由于电价较低，利用有源电力滤波器经过双向升降压DC/DC变换器将电能储存在储能单元中，在用电高峰时电价较高，利用有源电力滤波器经过双向升降压DC/DC变换器将储能单元中的电能释放出来并向负载供应部分电能，从而降低用电成本。