CN1547302A - 复合式串联型有源基波电力无功补偿及滤波的方法和装置 - Google Patents
复合式串联型有源基波电力无功补偿及滤波的方法和装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN1547302A CN1547302A CNA2003101040296A CN200310104029A CN1547302A CN 1547302 A CN1547302 A CN 1547302A CN A2003101040296 A CNA2003101040296 A CN A2003101040296A CN 200310104029 A CN200310104029 A CN 200310104029A CN 1547302 A CN1547302 A CN 1547302A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- current
- voltage
- load
- reactive
- electric
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E40/00—Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
- Y02E40/30—Reactive power compensation
Landscapes
- Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
Abstract
一种复合式串联型有源基波电力无功补偿及滤波的方法和装置，它集基波电流、电压调控、集负载端电压及无功功率补偿和滤波功能于一体，是一种以有源变流方式进行电网无功功率及负载端电压补偿和滤波的方法和装置，能有效解决现存UPQC技术存在的问题。本发明只需从电网电压中获得同步信号电压并移相约90°便可产生电流参考信号，根据负载侧电压或无功补偿信号调节电流参考信号的幅值即可产生功率变流单元发生电流所需的给定信号。
Description
技术领域
本发明属电力电子技术领域，是一种复合式串联型有源基波电力无功补偿及滤波的方法和装置。
背景技术
为了补偿电网无功功率及负载端电压和抑制谐波，国内外近年来已研究出几种统一电能质量控制器(UPQC)，其中最具有代表性的方法和装置如下：
采用一个串联型有源变流单元和一个并联型有源变流单元共同组成一个统一电能质量控制器。串联变流单元起补偿电压作用、并联变流单元起补偿电流谐波和无功补偿的作用。
在这类电路中，均需由负载电流中算出并减去其中的有功和无功基波分量而得出谐波电流值，并通过并联或串联功率电子开关型变流器发生出反谐波电流。
采用这类方法存在如下问题：负载电流中的基波及谐波分量计算复杂和需要高速运算求解，而在实际工业应用中带来困难；变流器发生含高频次谐波分量的反谐波电流须采用较工频用硅钢片铁芯昂贵的高频铁芯和较工频电流调制开关操作频快数10倍的快速跟踪调制；反谐波电流发生将产生较大的铁芯附加损耗、铁磁振动和发热，并产生较强的电磁干扰和噪音；现存的UPQC采用两套有源变流单元，除了电路和技术上的复杂化外，还因造价昂贵而难以实用。
发明内容
本发明提出一种复合式串联型有源基波电力无功补偿及滤波的方法和装置，它集基波电流、电压调控、集负载端电压及无功功率补偿和滤波功能于一体，是一种以有源变流方式进行电网无功功率及负载端电压补偿和滤波的方法和装置，能有效解决现存UPQC技术存在的问题。
本发明提出的复合式串联型有源基波电力无功补偿及滤波的方法主要由检测控制和变流两大部分组成，其电气构成及单相基本电路特征为：
a.接于电网PS侧的电压传感器PTS提供电网同步电压信号vS *给移相单元(1)，产生相对于电网电压相位超前或落后90°的正弦基波电流基准信号i*输至电流给定单元(2)；
b.负载(4)侧的电压传感器PTL或无功功率检测器提供负载侧电压信号vL *或无功功率信号给电流给定单元(2)；
c.电流给定单元(2)根据负载侧的电压信号vL *或无功功率信号调节电流基准信号i*的幅值大小，形成变流单元(3)基波无功电流i0调制的电流给定信号i1；
d.变流单元(3)的功率部分输出的无功电流i0经电流传感器CT采样输至变流单元(3)的控制单元，控制单元使输出电流跟踪给定电流，通过调节串联变压器副边电流来实现调节原边呈容性或感性的端电压，从而实现补偿负载侧端电压和无功功率。
e.串联变压器原边阻抗除在副边无功电流作用下产生容性或感性补偿电压外，还对负载n次谐波产生n倍于工频阻抗的高阻抗，从而阻挡负载侧的高次谐波电流流入电网。
一种复合式串联型有源基波电力无功补偿及滤波的装置，其特征在于：
a.在电网PS侧的线路上接有电压传感器PTS，PTS的输出信号端的电网侧电压信号(vS *)送到移相器(1)的输入端，移相器(1)的输出信号端将与电网电压相位超前或滞后90°的电流基准信号(i*)输送到电流给定单元(2)；
b.在负载(4)侧的母线上接有电压传感器PTL或无功功率检测器，PTL输出信号端提供负载侧电压信号(vL *)或无功功率信号输送到电流给定单元(2)；
c.电流给定单元(2)将电流给定信号i1输送至变流器的控制单元，变流器输出电流(i0)经电流传感器(CT)检测并输出信号到变流器(3)的控制单元；
d.变流器(3)的电流输出端连接到串联变压器的副边(ax)，串联变压器的原边(AX)串联在电网与负载之间。
所述的复合式串联型有源基波电力无功补偿装置，其特征还在于：
a.单相电路装置可扩展为多相电路装置，其中功率主电路的基本单元也可按增大容量需要以多个基本单元在串联变压器原边以磁耦合或电连接并联的方式构成组合式大容量装置。
所述的复合式串联型有源基波电力无功补偿装置，在负载侧并联兼有无功补偿和滤波功能的无源LC器件(5)而构成综合无功补偿/滤波时，有源+无源，本有源装置的容量可减小。
与现有UPQC技术相比，本发明的优点和积极效果在于：
1、本发明只需从电网电压中获得同步信号电压并移相约90°便可产生电流参考信号，根据负载侧电压或无功补偿信号调节电流参考信号的幅值即可产生功率变流单元发生电流所需的给定信号。由于上述信号均基于工频基波，较基于高次谐波时采样和调控简捷、响应稳定，易于实现。
2、本发明的串联变压器和开关型变流器仅转换工频电流和电压，铁芯可采用工频常用的硅钢片而无需采用昂贵的高频铁芯。工频换流产生的铁磁损耗、发热、噪音和功率电子开关的操作应力较发生高次谐波换流时小得多；
3、本发明利用一套H桥开关型变流器和串联变压器，同时实现负载无功功率、端电压补偿和滤波功能，电路简捷可靠、经济、实用；
4、本发明在电网与负载侧之间串入的串联变压器原边阻抗，对高次谐波呈高阻抗，除阻止谐波电流流入电网外，还可抑制高次谐波诱发的并联谐振。
附图说明：
图1是本发明的电气原理图。
图2是本发明提出的复合式串联有源基波电力无功补偿及滤波装置并联增大容量应用的电气原理图。
图3是本发明在电网电压与变流器输出容性或感性无功电流时的波形图。
具体实施方式：以下结合附图对本发明的复合式串联型有源基波电力无功补偿及滤波方法、装置及应用作进一步的说明。
如图所示，在电网PS侧端的线路上接入电压传感器PTS，获得与电网电压同步的电压信号vS *，vS *输送至移相单元(1)，移相单元(1)在锁定与vS *同频为基准的前提下发生相对于vS *相位移约90°的变流器电流调节基准信号i*输至电流给定单元(2)，由负载侧端接入的电压传感器PTL或无功功率检测器获得负载端电压变化或无功功率信号变化并变换成调节给定电流i1的变量输至变流单元(3)，变流单元(3)的输出电流i0经电流传感器CT检测并与给定电流信号i1进行比较，按比例控制变流器的输出电流跟踪给定电流i1。负载侧端电压或无功功率变量与串联变压器原边容性或感性电压变量为闭环补偿。串联变压器的原边阻抗除在副边无功电流作用下产生容性或感性补偿电压外还对负载n次谐波产生n倍于工频阻抗的高阻抗，阻挡负载侧的高次谐波电流流入电网。
如附图1所示的本发明的单相基本电路的主体结构，既可单独使用，也可与附图1中经虚线在负载侧并联的无源LC器件(5)(兼有无功功率补偿及滤波功能)组合应用。
如附图1所示的本发明的单相基本电路可扩展用于多相电路中，可分相独立或统一补偿各相的电压和无功功率。
如附图1所示的本发明的基本电路，可扩展用于如附图2所示的以多单元并联增大容量的电路中。
附图3的图a)和图b)分别为有源换流装置在串联变压器副边注入相对于电网电压超前和落后90°相角的电流的波形图。
Claims (4)
1、一种复合式串联型有源基波电力无功补偿及滤波的方法，其特征在于：
a.接于电网PS侧的电压传感器PTS提供电网同步电压信号vS *给移相单元(1)，产生相对于电网电压相位超前或落后90°的正弦基波电流基准信号i*输至电流给定单元(2)；
b.负载(4)侧的电压传感器PTL或无功功率检测器提供负载侧电压信号vL *或无功功率信号给电流给定单元(2)；
c.电流给定单元(2)根据负载侧的电压信号vL *或无功功率信号调节电流基准信号i*的幅值大小，形成变流单元(3)基波无功电流i0调制的电流给定信号i1；
d.变流单元(3)的功率部分输出的无功电流i0经电流传感器CT采样输至变流单元(3)的控制单元，控制单元使输出电流跟踪给定电流，通过调节串联变压器副边电流来实现调节原边呈容性或感性的端电压，从而实现补偿负载侧端电压和无功功率。
e.串联变压器原边阻抗除在副边无功电流作用下产生容性或感性补偿电压外，还对负载n次谐波产生n倍于工频阻抗的高阻抗，从而阻挡负载侧的高次谐波电流流入电网。
2、一种复合式串联型有源基波电力无功补偿及滤波的装置，其特征在于：
a.在电网PS侧的线路上接有电压传感器PTS，PTS的输出信号端的电网侧电压信号(vS *)送到移相器(1)的输入端，移相器(1)的输出信号端将与电网电压相位超前或滞后90°的电流基准信号(i*)输送到电流给定单元(2)；
b.在负载(4)侧的母线上接有电压传感器PTL或无功功率检测器，PTL输出信号端提供负载侧电压信号(vL *)或无功功率信号输送到电流给定单元(2)；
c.电流给定单元(2)将电流给定信号i1输送至变流器的控制单元，变流器输出电流(i0)经电流传感器(CT)检测并输出信号到变流器(3)的控制单元；
d.变流器(3)的电流输出端连接到串联变压器的副边(ax)，串联变压器的原边(AX)串联在电网与负载之间。
3、如权利要求2所述的复合式串联型有源基波电力无功补偿装置，其特征在于：
a.单相电路装置可扩展为多相电路装置，其中功率主电路的基本单元也可按增大容量需要以多个基本单元在串联变压器原边以磁耦合或电连接并联的方式构成组合式大容量装置。
4、如权利要求2所述的复合式串联型有源基波电力无功补偿装置，其特征在于：在负载侧并联兼有无功补偿和滤波功能的无源LC器件(5)而构成综合无功补偿/滤波器时，本有源装置的容量可减小。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CNB2003101040296A CN100355178C (zh) | 2003-12-13 | 2003-12-13 | 复合式串联型有源基波电力无功补偿及滤波的方法和装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CNB2003101040296A CN100355178C (zh) | 2003-12-13 | 2003-12-13 | 复合式串联型有源基波电力无功补偿及滤波的方法和装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN1547302A true CN1547302A (zh) | 2004-11-17 |
| CN100355178C CN100355178C (zh) | 2007-12-12 |
Family
ID=34333397
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CNB2003101040296A Expired - Fee Related CN100355178C (zh) | 2003-12-13 | 2003-12-13 | 复合式串联型有源基波电力无功补偿及滤波的方法和装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN100355178C (zh) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102231524A (zh) * | 2011-07-08 | 2011-11-02 | 荣信电力电子股份有限公司 | 基于全控型变流器件的有源滤波方法 |
| CN104466986A (zh) * | 2014-12-12 | 2015-03-25 | 国家电网公司 | 基于旋转矢量法的upqc串联侧无功补偿的控制方法 |
| CN104934983A (zh) * | 2015-04-23 | 2015-09-23 | 深圳市今朝时代新能源技术有限公司 | 多功能电能质量控制器及电能质量控制方法 |
| CN107069761A (zh) * | 2017-03-24 | 2017-08-18 | 佛山市帝造电器有限公司 | 发电机试验用无功功率调节装置 |
| CN108401320A (zh) * | 2018-03-13 | 2018-08-14 | 朱建忠 | Ljk-1型led路灯智能节电柜 |
| CN109646108A (zh) * | 2019-02-19 | 2019-04-19 | 深圳市世格赛思医疗科技有限公司 | 一种超声刀以及切割止血系统 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3319640B2 (ja) * | 1993-12-28 | 2002-09-03 | 株式会社東芝 | 交流システムにおける有効電力及び無効電力制御装置 |
| JP3583586B2 (ja) * | 1997-07-22 | 2004-11-04 | 株式会社東芝 | 電力変換装置の制御装置 |
| CN1095233C (zh) * | 1999-12-04 | 2002-11-27 | 华中理工大学 | 基于基波磁通补偿的串联型有源滤波器的方法及系统 |
-
2003
- 2003-12-13 CN CNB2003101040296A patent/CN100355178C/zh not_active Expired - Fee Related
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102231524A (zh) * | 2011-07-08 | 2011-11-02 | 荣信电力电子股份有限公司 | 基于全控型变流器件的有源滤波方法 |
| CN104466986A (zh) * | 2014-12-12 | 2015-03-25 | 国家电网公司 | 基于旋转矢量法的upqc串联侧无功补偿的控制方法 |
| CN104934983A (zh) * | 2015-04-23 | 2015-09-23 | 深圳市今朝时代新能源技术有限公司 | 多功能电能质量控制器及电能质量控制方法 |
| CN104934983B (zh) * | 2015-04-23 | 2018-04-27 | 深圳市今朝时代股份有限公司 | 多功能电能质量控制器及电能质量控制方法 |
| CN107069761A (zh) * | 2017-03-24 | 2017-08-18 | 佛山市帝造电器有限公司 | 发电机试验用无功功率调节装置 |
| CN108401320A (zh) * | 2018-03-13 | 2018-08-14 | 朱建忠 | Ljk-1型led路灯智能节电柜 |
| CN109646108A (zh) * | 2019-02-19 | 2019-04-19 | 深圳市世格赛思医疗科技有限公司 | 一种超声刀以及切割止血系统 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN100355178C (zh) | 2007-12-12 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN1933274B (zh) | H桥级联型有源电力滤波器直流侧电容电压均衡控制方法 | |
| CN102611138B (zh) | 一种无延时的单相光伏并网功率调节方法 | |
| CN107346946B (zh) | 一种逆变器离散重复滑模控制方法 | |
| CN102842921A (zh) | 鲁棒功率下垂控制的微电网多逆变器并联电压控制方法 | |
| CN108712081A (zh) | 恒电压增益隔离型双向全桥dc/dc变换器的控制方法 | |
| CN107196344B (zh) | 基于spf-pll带本地负荷的自同步虚拟同步逆变器并网控制器及方法 | |
| CN101206242B (zh) | 调频谐振式特高压试验电源的电压与频率控制方法 | |
| CN103972894B (zh) | 电力电子变压器的控制方法及系统 | |
| CN104201680A (zh) | 一种综合电能质量调节器及控制方法 | |
| CN201754560U (zh) | 一种可实现pfc均流并联的电路 | |
| CN102624001B (zh) | 基于三次谐波有源滤波的混合型电力滤波装置 | |
| CN110429603B (zh) | 六开关七电平有源电力滤波器及补偿方法 | |
| CN100471016C (zh) | 三相整流桥直流侧并联型有源电力滤波器 | |
| CN100407539C (zh) | 大功率有源滤波器的控制方法 | |
| CN103618316B (zh) | 一种高补偿精度的电力系统配电网静止同步补偿器控制方法 | |
| CN102801381B (zh) | 电压幅值与相角独立控制的可控变压器装置及其控制方法 | |
| CN101527456A (zh) | 有源滤波器复合检测方法 | |
| CN101291057A (zh) | 采用三单相结构的动态电压补偿器 | |
| CN1547302A (zh) | 复合式串联型有源基波电力无功补偿及滤波的方法和装置 | |
| CN102611377A (zh) | 磁阀式可控电抗器控制系统及控制方法 | |
| CN102723717A (zh) | 一种无电流检测的有源滤波器结构及其控制方法 | |
| CN101295886B (zh) | 有源式电力调节装置 | |
| CN203983991U (zh) | 电力电子变压器的控制系统 | |
| CN102664549B (zh) | 一种基于功率器件开关分配的级联型逆变器电压平衡控制方法 | |
| CN202872365U (zh) | 基于三次谐波有源滤波的混合型电力滤波装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| C17 | Cessation of patent right | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20071212 Termination date: 20111213 |