[发明专利]一种动态谐波滤波方法

权利要求书

1.一种动态谐波滤波方法，包括有滤波装置和检测装置，所述滤波装置包括反并联晶闸管（1）、可变电抗器（2）、控制线圈（3）和电容器组（4），可变电抗器（2）的一端与电容器组（4）串联，反并联晶闸管（1）的两接线端分别与控制线圈（3）的两端相连接构成回路，多组断路器与电容器的串联电路经过并联后形成电容器组（4），所述电容器容量不一并按容量大小依次排序设置，相邻断路器设置有每对断路器只有一个合闸的间隔分合装置（5），检测装置包括电压传感器（6）、电流传感器（7）、谐波频率检测装置（8）、谐波电流检测装置（9）、变送器（10）、触摸屏（11）和处理器（12），其特征在于所述电压传感器（6）、电流传感器（7）、谐波频率检测装置（8）和谐波电流检测装置（9）分别接入变送器（10），变送器（10）将电压传感器（6）获取的电压信号、电流传感器（7）获取的电流信号、谐波频率检测装置（8）获取的的频率信号和谐波电流检测装置（9）获取的电流信号转换成适合于A/D 转换电路的信号，使连续的模拟信号转变成离散的数字信号，所述数字信号从变送器（10）传送至与其连接的处理器（12）中，通过与处理器（12）连接的触摸屏（11）显示和输入处理，所述处理器（12）连接电容器组（4），处理器（12）根据信号设定需投入到电容器组（4）的电容容量，所述间隔分合装置（5）控制相邻电容器间隔分合，搜索出使LC串联谐振滤波电路达到谐振频率的可变电抗器（2）一次侧电抗参数。

2.根据权利要求1所述的动态谐波滤波方法，其特征是所述处理器（12）根据信号设定需投入到电容器组（4）的电容容量，所述间隔分合装置（5）控制相邻电容器间隔分合，搜索出使LC串联谐振滤波电路达到谐振频率的可变电抗器（2）一次侧电抗参数包括有以下步骤：

步骤1：用户首先确定谐波次数n；电网中不同次数的谐波电流的大小不同，但滤波时都需使LC串联谐振滤波电路产生谐振，即控制动态谐波滤波器电容和电抗参数使其达到谐振频率；用户选定的谐波次数n经动态谐波滤波器电抗控制装置中的触摸屏（11）输入处理器（12）中，处理器（12）将谐波采集模块检测到的该次谐波电流I0的大小反映至触摸屏（11）上；                    

步骤2：根据滤波前的谐波电流大小I0设定投入的电容容量；将谐波电流I0的大小分为m个区间，每个区间设置对应的电容容量，处理器（12）根据检测到的谐波电流大小分析所在区间并控制电容接触器的关断使对应区间的电容器投入；I0较小时，选择投入较小容量电容；I0较大时，选择投入较大容量电容；

步骤3：投入电容后，通过调节反并联晶闸管（1）相位控制电压，间接控制可变电抗器（2）一次侧电抗，搜索可变电抗器（2）一次侧电抗的最优工作点；在动态谐波滤波器电抗控制装置中，通过触发脉冲发生器（13）用电压信号控制反并联晶闸管（1）的导通，改变可变电抗器（2）二次侧的电抗，间接改变可变电抗器（2）一次侧电抗，使得电抗可调；为使系统中谐波电流达到最小值，应控制可变电抗器（2）一次侧电抗使得滤波支路中的谐波电流最大；以滤波支路中谐波电流作为被控对象I，反并联晶闸管（1）相位控制电压为控制量U，通过改变控制量，测量由于控制量的改变引起被控对象I变化；具体是：

步骤3.1：通过触摸屏（11）输入控制电压值，设置控制电压U的初值为U0=0，处理器（12）将U0输入触发脉冲发生器（13），控制反并联晶闸管（1）的导通角，改变可变电抗器（2）一次侧电抗参数，检测此时滤波支路中的谐波电流I0为初始值并储存起来；

步骤3.2：以Δx为步长开始递增；自增一次后，为减小电流波动造成的影响，取m次检测谐波电流I的平均值I*，与初始值I0进行比较，若谐波电流增加，则保存当前的控制电压值Ux和谐波电流值Ix做下一步处理；

步骤3.3：控制电压在上一步的基础上再次Δx为步长自增，将检测到的谐波电流平均值与上步保存的Ix作比较，若谐波电流增加，则保存当前的控制电压值Ux和谐波电流值Ix；

步骤3.4：重复上述步骤直到控制电压自增到最大值Umax；

步骤4：读取此时的控制电压值Ux，即为最优值；将此电压值设定到处理器（12）中，处理器（12）控制动态谐波滤波器电抗控制装置的触发脉冲发生器（13）的输出，此时的控制电压能调节反并联晶闸管（1）的导通角，改变可变电抗器（2）二次侧的电抗并间接使可变电抗器（2）一次侧电抗与之前设定的电容值匹配，达到LC串联谐振滤波电路的谐振频率，而此时滤波支路中的谐波电流最大而系统侧的谐波电流最小，动态谐波滤波器的滤波效果最好。

3.根据权利要求1所述的动态谐波滤波方法，其特征是所述间隔分合装置（5）包括第一断路器（51a）、第二断路器（51b）、第一电容器（52a）、第二电容器（52b）、旋转组件（53）、第一切换支架（54a）和第二切换支架（54b），所述第一切换支架（54a）和第二切换支架（54b）设置在旋转组件（53）的两侧，所述第一断路器（51a）和第一电容器（52a）串联设置在第一切换支架（54a）相对旋转组件（53）的外侧，所述第二断路器（51b）和第二电容器（52b）串联设置在第二切换支架（54b）相对旋转组件（53）的外侧，所述旋转组件（53）包括有旋转轴（53a）、活动架（53b）、第一推杆（53c）、第二推杆（53d）和限位杆（53e），所述第一推杆（53c）和第二推杆（53d）分别设置在活动架（53b）的两侧，所述限位杆（53e）设置在活动架（53b）的上部，所述活动架（53b）设置在旋转轴（53a）上与其联动，所述第一切换支架（54a）设置有第一弧形槽（541a）和第一限位槽（542a），所述第二切换支架（54b）设置有第二弧形槽（541b）和第二限位槽（542b）；所述第一推杆（53c）在第一弧形槽（541a）中运动并将第一切换支架（54a）推至上方时，所述第二推杆（53d）在第二弧形槽（541b）中运动并将第二切换支架（54b）推至下方，所述限位杆（53e）运动至第二限位槽（542b）处；所述第一推杆（53c）在第一弧形槽（541a）中运动并将第一切换支架（54a）推至下方时，所述第二推杆（53d）在第二弧形槽（541b）中运动并将第二切换支架（54b）推至上方，所述限位杆（53e）运动至第一限位槽（542a）处。