CN205753404U - 一种电能治理装置系统 - Google Patents

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黄元平
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Abstract

一种电能治理装置系统，包括主电路模块、采集模块、控制模块和通讯模块，所述主电路模块的输出端与采集模块的输入端连接，所述采集模块的输出端与控制模块的输入端相连，所述控制模块的输出端与主电路模块的输入端连接，所述通讯模块的输入端与控制模块的输出端连接。本实用新型采用多核控制、集成各种保护措施、可进行辅助分析决策；可实现GPRS远程无线通讯、监测；采用了DSP等数字化控制技术和通信技术；可满足配电台区内谐波抑制，无功补偿，低电压提升，优化三相不平衡等多种功能，并且多功能三相不平衡动态无功补偿能克服无功功率补偿分级调节、稳压不理想以及谐波治理，同时实现谐波抑制，无功补偿，低电压提升，优化三相不平衡等多种功能。

Description

一种电能治理装置系统
技术领域
本实用新型涉及电力技术领域，尤其是一种电能治理装置系统。
背景技术
配电台区所具有的电能质量问题一直是电力系统非常重视的难题，已经对电力系统及设备、电力用户及设备等造成了大量的危害：谐波电流可使电力电容器引起谐波放大而损坏，会增加旋转电机的损耗、振动和噪声，会增加输变电线路的损耗，降低线路的使用寿命，会增加变压器的损耗，可引起继电保护装置、自动装置工作紊乱，引起电力测量误差，干扰通讯系统以及延缓电弧熄灭等；三相不平衡问题会使中性线电压偏移，中性线电流偏大使中性线导体过热损坏，也会增大输变电线路以及变压器的损耗，影响变压器的出力等；功率因数偏低，无功容量大会增大线路以及变压器的损耗，线路电压降落大，冲击性无功还可能增加电压波动与闪边的几率；支线电压低会使支线线路负荷设备无法启动，或工作异常，为保证远端负荷运行需提高台区端口电压，致使端口电压过高影响用电设备寿命，且增大了变压器损耗。在实际的配电台区内，其单相和三相负荷分布广泛，使三相不平衡问题严重；大量非线性负荷接入配电台区，虽然单台容量可能较小，但是数量巨大，使配电台区内电流总畸变率偏大；同时，负荷种类多，无功容量大，使配电台区功率因数偏低；而且，由于负荷总无功容量偏大，使支线末端电压明显偏低；又因为配电台区数量众多各点能耗、电能质量不同，难以对各配电台区情况进行统计分析。
发明内容
针对现有技术的不足，本实用新型提供一种结构简单、设计合理、功能全面的电能治理装置系统。
本实用新型的技术方案为：一种电能治理装置系统，包括主电路模块、采集模块、控制模块和通讯模块，所述主电路模块的输出端与采集模块的输入端连接，所述采集模块的输出端与控制模块的输入端相连，所述控制模块的输出端与主电路模块的输入端连接，主电路模块、采集模块和控制模块构成一个弱电控制回路，所述通讯模块的输入端与控制模块的输出端连接。
所述主电路模块包括直流电容、变流桥和滤波电感，所述滤波电感的输入端分别与电网的A相输出端、B相输出端、C相输出端、N相连接，所述滤波电感的输出端与变流桥的输入端连接，所述变流桥上设置有直流电容。
所述采集模块包括数据采集电路，所述数据采集电路的Us输入端和 i f 输入端分别与滤波电感的A相输入端、B相输入端、C相输入端连接，所述电网的A相输出端、B相输出端、C相输出端与数据采集电路的is输入端连接。
所述控制模块包括指令电流运算电路、闭环跟踪控制电路和驱动电路，所述驱动电路与变流桥连接。
所述通讯模块为GPRS通讯模块，通过GPRS通讯模块进行远程监控。
所述主电路模块的变流桥、直流电容、滤波电感、采集模块以及控制模块均设置于印刷电路板上。
采集模块主要包括直流电容电压Udc、电网的电压Us、电网侧电流is和侧输出电流i f 。
首先通过采集模块采集电网电压Us、输出电流if、直流侧电压Udc等信号，然后根据检测补偿配电台区内的电压和电流，经指令电流运算电路计算得到补偿电流的指令信号，该信号经闭环跟踪控制电路放大，得出补偿电流，经过闭环跟踪控制电路对采集的控制策略和算法进行程序处理，最后产生相应的PWM控制信号经过驱动电路实现对主回路的变流桥的IGBT控制，通过并网滤波电感实现对配电台区内谐波电流、无功电流、不平衡等信号的控制补偿电流与配电台区内负载电流中要补偿的谐波、无功、序分量相互抵消，最终得到期望的电源电流。
本实用新型的有益效果为：结构简单、设计合理，其采用多核控制、集成各种保护措施、可进行辅助分析决策；可实现GPRS远程无线通讯、监测；采用了DSP等数字化控制技术和通信技术；可满足配电台区内谐波抑制，无功补偿，低电压提升，优化三相不平衡等多种功能具有“智能化、通讯化、数字化、多功能化”等特点，多功能三相不平衡动态无功补偿还可以实现无功功率补偿分级调节，稳压不理想以及谐波的治理，同时实现谐波抑制，无功补偿，低电压提升，优化三相不平衡。
附图说明
图1为本实用新型的电路图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步说明：
如图1所示，一种电能治理装置系统，包括主电路模块、采集模块、控制模块和通讯模块，所述主电路模块的输出端与采集模块的输入端连接，所述采集模块的输出端与控制模块的输入端相连，所述控制模块的输出端与主电路模块的输入端连接，主电路模块、采集模块和控制模块构成一个弱电控制回路，所述通讯模块的输入端与控制模块的输出端连接。
所述主电路模块包括直流电容、变流桥和滤波电感，所述滤波电感输入端分别与电网的A相输出端、B相输出端、C相输出端、N相连接，所述滤波电感的输出端与变流桥的输入端连接，所述变流桥上设置有直流电容，所述交流桥通过控制模块的PWM驱动控制电容整流以及电感并网逆变。
所述采集模块包括数据采集电路，所述数据采集电路的Us输入端和 i f 输入端分别与滤波电感的A相输入端、B相输入端、C相输入端连接，所述电网的A相输出端、B相输出端、C相输出端与数据采集电路的is输入端连接。
所述控制模块包括指令电流运算电路、闭环跟踪控制电路和驱动电路，所述驱动电路与变流桥连接。
所述通讯模块为GPRS通讯模块，通过GPRS通讯模块进行远程监控。
所述主电路模块的变流桥、直流电容、滤波电感、采集模块以及控制模块均设置于印刷电路板上。
采集模块主要包括直流电容电压Udc、电网的电压Us、电网侧电流is和侧输出电流if。
首先通过采集模块采集电网电压Us、输出电流if、直流侧电压Udc等信号，然后根据检测补偿配电台区内的电压和电流，经指令电流运算电路计算得到补偿电流的指令信号，该信号经闭环跟踪控制电路放大，得出补偿电流，经过闭环跟踪控制电路对采集的控制策略和算法进行程序处理，最后产生相应的PWM控制信号经过驱动电路实现对主回路的变流桥的IGBT控制，通过并网滤波电感实现对配电台区内谐波电流、无功电流、不平衡等信号的控制补偿电流与配电台区内负载电流中要补偿的谐波、无功、序分量相互抵消，最终得到期望的电源电流。
上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理和最佳实施例，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。

Claims (6)

1.一种电能治理装置系统，包括主电路模块、采集模块、控制模块和通讯模块，所述主电路模块的输出端与采集模块的输入端连接，所述采集模块的输出端与控制模块的输入端相连，所述控制模块的输出端与主电路模块的输入端连接，主电路模块、采集模块和控制模块构成一个弱电控制回路，所述通讯模块的输入端与控制模块的输出端连接。
2.根据权利要求1所述的一种电能治理装置系统，其特征在于：所述主电路模块包括直流电容、变流桥和滤波电感，所述滤波电感输入端分别与电网的A相输出端、B相输出端、C相输出端、N相连接，所述滤波电感的输出端与变流桥的输入端连接，所述变流桥上设置有直流电容。
3.根据权利要求1所述的一种电能治理装置系统，其特征在于：所述采集模块包括数据采集电路，所述数据采集电路的Us输入端和 i f 输入端分别与滤波电感的A相输入端、B相输入端、C相输入端连接，电网的A相输出端、B相输出端、C相输出端与数据采集电路的is输入端连接。
4.根据权利要求1所述的一种电能治理装置系统，其特征在于：所述控制模块包括指令电流运算电路、闭环跟踪控制电路和驱动电路，所述驱动电路与变流桥连接。
5.根据权利要求1所述的一种电能治理装置系统，其特征在于：所述通讯模块为GPRS通讯模块。
6.根据权利要求1所述的一种电能治理装置系统，其特征在于：所述主电路模块的变流桥、直流电容、滤波电感、采集模块以及控制模块均设置于印刷电路板上。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108539855A (zh) * 2018-04-13 2018-09-14 上海广吉电气有限公司 高速dsp控制电网智能监测调压补偿与保护控制系统
CN111009897A (zh) * 2019-12-05 2020-04-14 神华粤电珠海港煤炭码头有限责任公司 一种节电保护装置

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