[发明专利]智能电网/谐波净化节能控制装置及方法

说明书

技术领域

  本发明涉及电力电网智能技术领域，特别涉及电网谐波的控制技术。

背景技术

   电力系统中的谐波来自电气设备，也就是说来自发电设备和用电设备。由于发电机的转子产生的磁场不可能是完善的正弦波，因此发电机发出的电压波形不可能是一点不失真的正弦波。目前我国应用的发电机有两大类：隐极机和凸极机。隐极机多用于汽轮发电机，凸极机多用于水轮发电机。 

　　对于谐波分量而言，隐极机优于凸极机，但随着科技进步，可控硅、IGBT等电子励磁装置的投入，使发电机的谐波分量有所上升。当发电机的端电压高于额定电压的10%以上时，由于电机的磁饱和，会使电压的三次谐波明显增加。同样在变压器的电源侧电压超过额定电压10%以上时，也会使二次侧电压的三次谐波明显增加。由于电网电压偏移在±7%以下，所以发电、变电设备产生的谐波分量都比较小，比国家的考核标准低的多，因此发电、变电设备不是影响电网电压波形方面质量的主要矛盾。 

目前市场上谐波的治理主要采用无源滤波装置和有源滤波器。 

　　1、无源滤波装置主要采用LC回路，并联于系统中，LC回路的设定，只能针对于某一次谐波，即针对于某一个频率为低阻抗，使得该频率流经为其设定的LC回路，达到消除（滤除）某一频率的谐波的目的。LC回路在滤除谐波的同时，在基波对系统进行无功补偿。这种滤波装置简单，成本低，但不能滤除干净。其主要元件为投切开关、电容器、电抗器以及保护和控制回路。 

　　2、有源电力滤波器。这种滤波器是用电力电子元件产生一个大小相等，但方向相反的谐波电流，用以抵销网络中的谐波电流，这种装置的主要元件是大功率电力电子器件，成本高，在其额定功率范围内，原则上能全部滤除干净。 

 技术内容

本发明的目的是根据以上现有技术的不足，设计一种采用无源滤波装置，可自动消除某一频率谐波的智能电网净化节能控制装置及方法。

本发明目的可以通过以下技术方案实现，一种智能电网/谐波净化节能控制装置，所述装置包括：

两组以上不同参数的无源滤波器，每组无源滤波器由电抗器与电容器串联组；

用于测试电网系统电流和电压变的谐波测试模块；

用于根据谐波测试模块所检测到的电网电流和电压变化，分析判断电网谐波频率，并发出控制无源滤波器接入、断开指令的控制模块；

    用于执行控制模块指令的执行模块。

所述的智能电网/谐波净化节能控制装置，其不同组无源滤波器的参数的设定，是使其谐振频率设定在需要滤除的谐波频率上。

所述的智能电网/谐波净化节能控制装置，其执行模块可根据控制模块指令使不同参数的不同组无源滤波器并联在电网系统中或与系统断开。

所述的智能电网/谐波净化节能控制装置，还包括有存储模块，用于存储电网所要求的正常电压频率以及规定的电压幅值及5次、7次、11次谐波接近允许值。

一种智能电网/谐波净化节能控制方法，所述方法包括：

（1）、控制模块判断谐波电流和谐波电压的出现，是否在所允许的电网所要求的正常电压频率以及规定的电压幅值的范围之内；

（2）、若在允许的范围之内，则不发出控制指令；若不在允许的范围之内，则将谐波电流和谐波电压与存储于控制模块中的5次、7次、11次谐波接近允许值比较；

（3）、经比较，若谐波电流和谐波电压到达5次谐波允许值最高限，则控制模块发出控制指令，并联接入参数设定为其谐振频率设定在需要滤除的5次谐波频率上的无源滤波器；

（4）、经比较，若谐波电流和谐波电压到达7次谐波允许值最高限，则控制模块发出控制指令，并联接入参数设定为其谐振频率设定在需要滤除的7次谐波频率上的无源滤波器；

（5）、经比较，若谐波电流和谐波电压到达11次谐波允许值最高限，则控制模块发出控制指令，并联接入参数设定为其谐振频率设定在需要滤除的11次谐波频率上的无源滤波器。

    所述的智能电网/谐波净化节能控制方法，当控制模块判断谐波电流和谐波电压回复到允许的范围之内，则控制模块发出控制指令，断开相应并联的无源滤波器。

本发明的技术优点在于，结构简单，成本低廉可自动消除一定频率的谐波。

附图说明

图1为本发明的原理框图；

图2为本发明的程序原理框图。

具体实施方法

如图1所示，本智能电网/谐波净化节能控制装置，包括：