[实用新型]有源电网高次谐波与无功电力的补偿节能装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及有源智能滤波器技术领域，具体地说是有源电网高次谐波与无功电力的补偿节能装置。

背景技术

随着世界能源危机的发展，开发新的能源是世界科学重要命题，同时节约现有能源更是目前科学界当前重要的研究课题。因为开发新能源尚需要时日，而节约现有能源却是目前世界当务之急。目前钢铁金属冶炼与电解铝冶炼是世界耗电量最大领域，因此节能减排当从金属冶炼领域首当做起。我国钢铁冶金领域是利用高频炉与电弧炉等进行电弧熔化与电解高温冶炼生产。高频炉与电弧炉产生大量的高次谐波与无功电力，电炉在初装状态电流较小，熔化成铁水与铝液状态时电极之间近似于短路状态，两种工作状态负荷电流相关几十倍，使电网电压与电流造成大幅度的浮动，对电网造成极大的冲击，产生大量高次谐波与无功电力，使电网与供电系统产生极大的波动，对电网造成严重的干扰与污染，严重的影响了电网的供电质量。

目前，钢铁冶炼系统采用最多的是LC滤波器与分段投切滤波器，但不能满足钢铁冶炼电弧炉与高频炉的动态突变状态的需要；LC滤波器与分段投切滤波器补偿精度低，易于产生谐振与冲击；SVG与SVC虽然能提高功率因数，当耗电量增大，以上现有补偿设备体积大、耗电量大、补偿精度低，无法满足电力系统的需要。

目前申请号为201220183143的专利，公开了一种电力有源滤波器，其包括：实时检测电路，通过对负载的电流进行实时检测，得到负载电流波形，根据实时检测电路的分析结果，从而获得需要补偿的谐波电流成分；控制补偿电路对谐波电流的抵销；将需要补偿的谐波电流成分反向，通过IGBT逆变器，将反向电流注入供电系统中；实现滤除谐波功能。但该方式补偿精度低，可靠性差。

另外申请号为201020254744的实用新型专利，提出一种混合型有源滤波器，其特征在于：包括一次系统部分和二次系统部分，所述一次系统部分包括串联的有源滤波器和无源滤波器，所述有源滤波器不能承受电网交流电源的基波电压，耐压低，装置容量小，不能适用高电压大容量电力系统。

发明内容

本实用新型的目的是克服现有技术的不足，利用谐振滤波器原理与基于DSP-FFT高速处理计算与智能控制技术，以此实现高电压大功率智能有源电网节能补偿系统。

为实现上述目的，设计有源电网高次谐波与无功电力的补偿节能装置，包括三相的电网电源、负载供电变压器、用电负载、电网电压电流检测装置、高压并网装置、电力补偿变换装置、负载电压电流检测装置、系统保护控制装置、PWM逆变器、DSP-FFT处理装置，其中负载供电变压器2、用电负载1分别串联入电网中，其特征在于：在电源与负载供电变压器2之间的电网中依次并联电网电压电流检测装置3、高压并网装置7，电网电压电流检测装置3的输出端连接电压电流检测A/D变换器4的输入端，电压电流检测A/D变换器4的输出端连接DSP-FFT处理装置5的一个信号输入端；高压并网装置7的一个信号输入端连接系统保护控制装置6的一个信号输出端，系统保护控制装置6的信号输入端连接DSP-FFT处理装置5的第一信号输出端，高压并网装置7的第一电力传输线端双向连接电力补偿变换装置9的第一电力传输线端，高压并网装置7的第二电力传输线端双向连接电力补偿变换装置9的第二电力传输线端，系统保护控制装置6的另一信号输出端连接电力补偿变换装置9的信号端，系统保护控制装置6的又一信号输出端连接PWM逆变器8的一个信号输入端，电力补偿变换装置9的第三电力传输线端双向连接PWM逆变器8的第一电力传输线端，电力补偿变换装置9的第四电力传输线端双向连接PWM逆变器8的第二电力传输线端，PWM逆变器8的另一信号输入端连接DSP-FFT处理装置5的第二信号输出端，DSP-FFT处理装置5的第二信号输入端连接A/D变换器11的信号输出端，A/D变换器11的信号输入端连接负载电压电流检测装置10的信号输出端，负载电压电流检测装置10的信号输入端并联入负载供电变压器2与用电负载之间的电力传输母线。

所述的DSP-FFT处理装置5的第三信号输出端连接液晶显示屏12。

所述的DSP-FFT处理装置5上还设有若干通信接口13，若干通信接口13连接报警装置和/或上位机。