專利名稱：混合頻率控制諧波電流發(fā)生裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于動態(tài)電能質(zhì)量控制技術(shù)領(lǐng)域，特別是提供了一種混合頻率控制諧波電流發(fā)生裝置。
背景技術(shù)：
電力系統(tǒng)中諧波會導(dǎo)致用電設(shè)備發(fā)熱、損耗增大、振動增加、噪聲加大等危害，有必要進(jìn)行治理。而用于各種治理設(shè)備補(bǔ)償效果驗證的諧波電流發(fā)生裝置卻存在諧波頻帶窄、容量小、精度低、調(diào)節(jié)繁瑣等問題。本發(fā)明公開的一種混合頻率控制諧波電流發(fā)生裝置，由高頻諧波恒流源和低頻電壓源混合構(gòu)成混合頻率諧波電流發(fā)生裝置，諧波帶寬高、容量大、控制精度好、調(diào)節(jié)方便。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于裝置顯著擴(kuò)大了諧波電流發(fā)生的范圍，降低了裝置總體開關(guān)損耗，實現(xiàn)了不同頻率模塊間的解耦控制，改善了電力電子器件的工作條件，提高了可靠性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種混合頻率控制諧波電流發(fā)生裝置，用于中低壓配電網(wǎng)動態(tài)電能質(zhì)量控制。它基于控制不同含量的高低頻諧波電流的疊加實現(xiàn)預(yù)先設(shè)定諧波波形的發(fā)生。本發(fā)明包括單相整流變壓器1，PWM整流H橋模塊2，放電支路3，低頻級聯(lián)H橋模塊4，高頻H橋模塊5，高頻連接電抗6，低頻連接電抗7和系統(tǒng)接入點(diǎn)8。單相整流變壓器1將交流電源降壓后，分別通過N(N的取值范圍是3 1 個低壓繞組對N個PWM整流H橋模塊2進(jìn)行充電，建立起直流母線電壓。每個PWM整流H橋模塊的直流母線上并聯(lián)了放電支路3。N個PWM整流H橋模塊分為兩組，其中一組由一個PWM 整流H橋模塊組成，其直流母線連接高頻H橋模塊5的輸入端，另一組由N-I個PWM整流H 橋模塊組成，它們的直流母線分別連接到N-I個低頻級聯(lián)H橋模塊4的輸入端。高頻H橋模塊5的一個輸出端A通過高頻連接電抗6后，與低頻連接電抗器7的B點(diǎn)相連，然后一起連接至系統(tǒng)接入點(diǎn)8，高頻H橋模塊5的另一端和低頻連接電抗器7的C點(diǎn)相連。低頻級聯(lián) H橋模塊4由N-I個單相H橋模塊串聯(lián)構(gòu)成，串聯(lián)輸出的一端連接到低頻連接電抗器7的C 點(diǎn)，另一端連接到中性點(diǎn)D。高頻H橋模塊5產(chǎn)生11 31次諧波電流，低頻級聯(lián)H橋模塊4產(chǎn)生2 10次諧波電壓，分別通過高頻連接電抗6和低頻連接電抗7在系統(tǒng)接入點(diǎn)8處形成諧波電流的疊加輸出。單相整流變壓器1將交流電源降壓后，分別通過N個低壓繞組對N(N的取值范圍為3 1 個PWM整流H橋模塊2進(jìn)行充電，建立起直流母線電壓。每個PWM整流H橋模塊的直流母線上并聯(lián)了放電支路3，當(dāng)直流母線出現(xiàn)過電壓時，放電支路3迅速放電，控制直流母線電壓不過限，保護(hù)電力電子器件的安全。N個PWM整流H橋模塊分為兩組，其中一組由一個PWM整流H橋模塊組成，其直流母線連接高頻H橋模塊5的輸入端，另一組由N-I個PWM整流H橋模塊組成，它們的直流母線分別連接到N-I個低頻級聯(lián)H橋模塊4的輸入端。高頻H橋模塊5的一個輸出端A通過高頻連接電抗6后，與低頻連接電抗器7的B點(diǎn)相連，然后一起連接至系統(tǒng)接入點(diǎn)8，高頻H橋模塊5的另一端和低頻連接電抗器7的C點(diǎn)相連。低頻級聯(lián)H橋模塊4由N-I個單相H橋模塊串聯(lián)構(gòu)成，串聯(lián)輸出的一端連接到低頻連接電抗器7的C點(diǎn)，另一端連接到中性點(diǎn)D。本發(fā)明提出的一種混合頻率控制諧波電流發(fā)生裝置的工作原理為，單相整流變壓器將交流電源降壓隔離后，分別通過N個低壓繞組對N個PWM整流H橋模塊進(jìn)行充電，建立起直流母線電壓。每個PWM整流H橋模塊的直流母線上并聯(lián)了放電支路，當(dāng)直流母線出現(xiàn)過電壓時，放電支路迅速放電，控制直流母線電壓不過限，從而保護(hù)電力電子器件的安全。N 個PWM整流H橋模塊分為兩組，其中一組由一個PWM整流H橋模塊組成，其直流母線連接高頻H橋模塊的輸入端，另一組由N-I個PWM整流H橋模塊組成，它們的直流母線分別連接到 N-I個低頻級聯(lián)H橋模塊的輸入端。高頻H橋模塊5根據(jù)控制指令基于滯環(huán)電流控制算法， 作為恒流源產(chǎn)生11-31次高次諧波電流，通過高頻連接電抗6接到系統(tǒng)接入點(diǎn)8處；低頻級聯(lián)H橋模塊4根據(jù)控制指令基于載波移相控制算法，作為恒壓源產(chǎn)生2-10次較低次的諧波電壓，諧波電壓通過低頻連接電抗7連接到系統(tǒng)接入點(diǎn)8上，產(chǎn)生對應(yīng)的2-10次諧波電流， 和高頻H橋模塊產(chǎn)生的11-31次諧波電流在系統(tǒng)接入點(diǎn)8處相疊加，形成最終產(chǎn)生的總諧波電流。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于裝置顯著擴(kuò)大了諧波電流發(fā)生的范圍，降低了裝置總體開關(guān)損耗，實現(xiàn)了不同頻率模塊間的解耦控制，改善了電力電子器件的工作條件，提高了可靠性。


圖1為本發(fā)明的一種混合頻率控制諧波電流發(fā)生裝置主電路拓?fù)鋱D。其中，單相整流變壓器1，PWM整流H橋模塊2，放電支路3，低頻級聯(lián)H橋模塊4，高頻H橋模塊5，高頻連接電抗6，低頻連接電抗7、系統(tǒng)接入點(diǎn)8。
具體實施例方式本發(fā)明提出的一種混合頻率控制諧波電流發(fā)生裝置主電路結(jié)構(gòu)圖如附圖1所示， 由單相整流變壓器1，PWM整流H橋模塊2，放電支路3，低頻級聯(lián)H橋模塊4，高頻H橋模塊 5，高頻連接電抗6，低頻連接電抗7和系統(tǒng)接入點(diǎn)8組成。單相整流變壓器1將交流電源降壓后，分別通過N個低壓繞組對N個PWM整流H 橋模塊2進(jìn)行充電，建立起直流母線電壓。每個PWM整流H橋模塊的直流母線上并聯(lián)了放電支路3。N個PWM整流H橋模塊分為兩組，其中一組由一個PWM整流H橋模塊組成，其直流母線連接高頻H橋模塊5的輸入端，另一組由N-I個PWM整流H橋模塊組成，它們的直流母線分別連接到N-I個低頻級聯(lián)H橋模塊4的輸入端。高頻H橋模塊5的一個輸出端A通過高頻連接電抗6后，與低頻連接電抗器7的B點(diǎn)相連，然后一起連接至系統(tǒng)接入點(diǎn)8，高頻H 橋模塊5的另一端和低頻連接電抗器7的C點(diǎn)相連。低頻級聯(lián)H橋模塊4由N-I個單相H 橋模塊串聯(lián)構(gòu)成，串聯(lián)輸出的一端連接到低頻連接電抗器7的C點(diǎn)，另一端連接到中性點(diǎn)D。
權(quán)利要求
1.一種混合頻率控制諧波電流發(fā)生裝置，其特征在于，包括單相整流變壓器(1)，PWM 整流H橋模塊(2)，放電支路(3)，低頻級聯(lián)H橋模塊(4)，高頻H橋模塊(5)，高頻連接電抗 (6)，低頻連接電抗(7)和系統(tǒng)接入點(diǎn)⑶；單相整流變壓器⑴將交流電源降壓后，分別通過N個低壓繞組對N個PWM整流H橋模塊(2)進(jìn)行充電，建立起直流母線電壓；每個PWM整流H橋模塊的直流母線上并聯(lián)了放電支路(3) ；N個PWM整流H橋模塊分為兩組，其中一組由一個PWM整流H橋模塊組成，其直流母線連接高頻H橋模塊(5)的輸入端，另一組由N-I 個PWM整流H橋模塊組成，它們的直流母線分別連接到N-I個低頻級聯(lián)H橋模塊(4)的輸入端；高頻H橋模塊(5)的一個輸出端A通過高頻連接電抗(6)后，與低頻連接電抗器(7) 的B點(diǎn)相連，然后一起連接至系統(tǒng)接入點(diǎn)(8)，高頻H橋模塊(5)的另一端和低頻連接電抗器⑵的C點(diǎn)相連；低頻級聯(lián)H橋模塊(4)由N-I個單相H橋模塊串聯(lián)構(gòu)成，串聯(lián)輸出的一端連接到低頻連接電抗器(7)的C點(diǎn)，另一端連接到中性點(diǎn)D ；高頻H橋模塊(5)產(chǎn)生11 31次諧波電流，低頻級聯(lián)H橋模塊(4)產(chǎn)生2 10次諧波電壓，分別通過高頻連接電抗(6) 和低頻連接電抗(7)在系統(tǒng)接入點(diǎn)(8)處形成諧波電流的疊加輸出。
2.按照權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，N的取值范圍3 15。
全文摘要
一種混合頻率控制諧波電流發(fā)生裝置，屬于動態(tài)電能質(zhì)量控制技術(shù)領(lǐng)域。由單相整流變壓器(1)，PWM整流H橋模塊(2)，放電支路(3)，低頻級聯(lián)H橋模塊(4)，高頻H橋模塊(5)，高頻連接電抗(6)，低頻連接電抗(7)和系統(tǒng)接入點(diǎn)(8)組成。高頻H橋模塊(5)產(chǎn)生11～31次諧波電流，低頻級聯(lián)H橋模塊(4)產(chǎn)生2～10次諧波電壓，分別通過高頻連接電抗(6)和低頻連接電抗(7)在系統(tǒng)接入點(diǎn)(8)處形成諧波電流的疊加輸出。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于裝置顯著擴(kuò)大了諧波電流發(fā)生的范圍，降低了裝置總體開關(guān)損耗，實現(xiàn)了不同頻率模塊間的解耦控制，改善了電力電子器件的工作條件，提高了可靠性。
文檔編號H02J3/01GK102185317SQ20111011336
公開日2011年9月14日 申請日期2011年5月4日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月4日
發(fā)明者單任仲, 安勇, 尹忠東, 朱小帆, 李勇鋼, 李鵬 申請人:華北電力大學(xué), 山東電力集團(tuán)公司日照供電公司