本發(fā)明涉及電力電子控制技術(shù)領(lǐng)域的濾波器，具體地說，涉及的是一種電網(wǎng)及電力系統(tǒng)智能補償與節(jié)能裝置智能有源濾波器。

背景技術(shù)：

隨著世界能源危機的發(fā)展，發(fā)明新的能源是世界科學重要命題，同時節(jié)約現(xiàn)有能源是科學界當前重要的研究課題。因為發(fā)明新能源尚需時日，而節(jié)約現(xiàn)有能源卻是目前世界當務(wù)之急。目前電車與金屬冶煉是世界耗電量最大與對環(huán)境污染最重，產(chǎn)生大量的高次諧波與無功電力對電網(wǎng)造成極大的干擾與危害；對電網(wǎng)造成極大的沖擊與波動，嚴重的影響電網(wǎng)的安全性與供電質(zhì)量。

目前，電車鐵路與鋼鐵冶煉系統(tǒng)采用最多的是lc濾波器與svg與svc，補償精度低，易于產(chǎn)生諧振，且體積大、補償精度低，耗電量大、無法滿足電力系統(tǒng)的需要。

經(jīng)對現(xiàn)有技術(shù)的文獻檢索發(fā)現(xiàn)，申請?zhí)枮?01220183143,該專利，公開了一種電力有源濾波器，其包括：根據(jù)實測負載電流波形的分析結(jié)果，控制補償電路對諧波電流成分反向補償，通過igbt逆變器，將反向電流注入供電系統(tǒng)中；實現(xiàn)濾除諧波功能。但該方式補償精度低，耐壓低，容量小，可靠性差。

檢索中還發(fā)現(xiàn)，申請?zhí)枮?01020254744的實用新型專利，提出一種混合型有源濾波器。該濾波器包括一次系統(tǒng)部分和二次系統(tǒng)部分，所述一次系統(tǒng)部分包括串聯(lián)的有源與無源濾波器，但不能承受電網(wǎng)交流電源的基波電壓，裝置容量小，不能適用高電壓大容量電力系統(tǒng)。

本申請人申請的中國專利cn201310492608.6，公開了一種有源電網(wǎng)高次諧波與無功電力補償節(jié)能裝置，主要針對電網(wǎng)普遍負荷共同特點所產(chǎn)生的高次諧波與無功電力進行電網(wǎng)諧波與無功電力節(jié)能補償裝置。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，本發(fā)明在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上進行改進，提供一種智能有源濾波器，綜合通信系統(tǒng)，電子控制系統(tǒng)，電網(wǎng)與電力系統(tǒng)的高速高精度智能控制，在應(yīng)對各種控制方式選擇與故障處理方式的選擇具有高度的智能決斷能力，并在提高計算處理速度與功能，增加多個專用功能的智能處理計算模塊，以提高dsp處理控制器的智能決斷能力與速度，提高智能有源濾波器性能與對工況環(huán)境的高度適應(yīng)能力。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所述智能有源濾波器，包括：并網(wǎng)智能電感變壓器、電網(wǎng)檢測裝置、a/d變換器、諧波/有功變換控制器、無功電力移相器、諧波無功補償裝置、系統(tǒng)保護變換器、負荷檢測裝置，dsp處理控制器；其中：

電網(wǎng)檢測裝置，用于檢測電網(wǎng)、供電變壓器的電壓電流與運行狀態(tài)，并將電網(wǎng)高壓電壓電流轉(zhuǎn)換成低壓模擬信號，輸入到a/d變換器；

負荷檢測裝置，用于檢測負荷生產(chǎn)系統(tǒng)的電壓電流與運行狀態(tài)檢測，并將負載高壓電壓電流轉(zhuǎn)換成低壓模擬信號，輸入到a/d變換器；

a/d變換器，將電網(wǎng)檢測裝置、負荷檢測裝置的電網(wǎng)和負載的低壓模擬信號變換為數(shù)字信號，輸入到dsp處理控制器；

dsp處理控制器，對電網(wǎng)信號與系統(tǒng)運行狀態(tài)進行監(jiān)控，根據(jù)上述檢測的電網(wǎng)和負載的信號，計算出各次諧波與無功電力頻率、相位與幅值，以及諧波/有功變換控制器、無功電力移相器、諧波無功補償裝置、系統(tǒng)保護控制器的控制指令：

dsp處理控制器通過控制指令控制諧波/有功變換控制器將電網(wǎng)諧波電力轉(zhuǎn)換為有功電力，由并網(wǎng)電感變壓器將有功電力回送電網(wǎng)或供電變壓器，節(jié)約大量的電力電能；

dsp處理控制器通過控制指令控制無功電力移相器將電網(wǎng)與負載產(chǎn)生的無功電力移相為有功電力，由并網(wǎng)電感變壓器回送電網(wǎng)，節(jié)約大量的電力電能；

dsp處理控制器控制諧波無功補償裝置對電網(wǎng)諧波與無功電力進行高速高精度補償，節(jié)能減排，消除電網(wǎng)干擾與沖擊，提高電網(wǎng)穩(wěn)定性與安全性，提高電網(wǎng)質(zhì)量；

dsp處理控制器通過控制指令控制系統(tǒng)保護控制器，在電網(wǎng)或負荷發(fā)生異常時，切斷電網(wǎng)與負荷的連接，對電網(wǎng)與生產(chǎn)負荷系統(tǒng)、智能有源濾波器起到隔離與保護作用。

本發(fā)明所述濾波器將電網(wǎng)諧波與無功電力轉(zhuǎn)換為有功電力回送電網(wǎng)，節(jié)約大量的電力；同時利用高速dsp控制諧波無功補償裝置與spwm逆變器產(chǎn)生諧波無功補償電壓，對電網(wǎng)與生產(chǎn)負荷系統(tǒng)產(chǎn)生的諧波與無功電力進行高速高精度補償，消除電力系統(tǒng)干擾與波動，提高電網(wǎng)質(zhì)量，提高電力系統(tǒng)與冶煉系統(tǒng)的穩(wěn)定性與安全性，具有巨大的節(jié)能減排效果，補償精度高，提高電網(wǎng)與生產(chǎn)負荷系統(tǒng)的穩(wěn)定性與安全性。

優(yōu)選地，所述dsp處理控制器包含：dsp信號處理器、dsp-fft處理器、dsp控制指令運算器和dsp系統(tǒng)保護指令運算器，其中：

dsp信號處理器用于系統(tǒng)監(jiān)控、檢測，以及顯示與通信控制；

dsp-fft處理器，計算出電網(wǎng)與生產(chǎn)負荷系統(tǒng)電壓電流與各次諧波與無功電力的幅值與相位；

dsp控制指令運算器用于諧波/有功變換控制器、無功電力移相器、諧波無功補償裝置與系統(tǒng)保護控制器的控制指令參數(shù)計算；dsp控制指令運算器控制并網(wǎng)電感變壓器，將諧波/有功變換控制器產(chǎn)生的有功電力、諧波無功補償裝置產(chǎn)生的補償電壓送入電網(wǎng)；

dsp系統(tǒng)保護指令運算器，根據(jù)電網(wǎng)檢測裝置與a/d變換器所檢測電網(wǎng)與供電變壓器的運行狀態(tài)與電壓電流數(shù)據(jù)，dsp系統(tǒng)保護指令運算器，根據(jù)系統(tǒng)保護控制器的驅(qū)動結(jié)構(gòu)特點與操作規(guī)程，根據(jù)系統(tǒng)在發(fā)生過電壓、過電流、超溫度的容限值，計算出系統(tǒng)保護控制器的控制指令。

更優(yōu)選地，所述dsp-fft處理器，計算出電網(wǎng)與生產(chǎn)負荷系統(tǒng)電壓電流的各次諧波與無功電力的頻率、幅值與相位，以此數(shù)據(jù)由dsp控制指令運算器計算出諧波無功補償裝置與系統(tǒng)保護控制器的控制指令參數(shù)，控制諧波/有功變換控制器把電網(wǎng)諧波變換為有功電力回送電網(wǎng)。

更優(yōu)選地，所述dsp控制指令運算器，根據(jù)dsp-fft處理器，計算出電網(wǎng)與生產(chǎn)負荷系統(tǒng)電壓電流的各次諧波與無功電力的頻率、幅值與相位；結(jié)合諧波無功補償裝置的特性計算出諧波無功補償裝置控制參數(shù)與指令，產(chǎn)生諧波補償電壓。

更優(yōu)選地，所述dsp系統(tǒng)保護指令運算器：當系統(tǒng)出現(xiàn)過電壓，過電流，過溫度等故障時，系統(tǒng)保護控制器的控制指令參數(shù)，dsp系統(tǒng)保護指令運算器根據(jù)故障處理規(guī)程操作系統(tǒng)保護控制器，或調(diào)配負荷配置，或切斷負載隔離開關(guān)，并同時進行報警與利用通信報警裝置通知相關(guān)部門。

優(yōu)選地，所述并網(wǎng)電感變壓器包括隔離開關(guān)、可調(diào)電感繞組、電感控制繞組、電能回送繞組、高壓電容c1、諧振無功補償繞組以及變壓并網(wǎng)繞組，其中：隔離開關(guān)用于將整個智能有源濾波器并入電網(wǎng)或切離電網(wǎng)；電感控制繞組由諧波無功補償裝置進行控制，電感控制繞組調(diào)節(jié)控制可調(diào)電感繞組的電感量，使可調(diào)電感繞組電感值與高壓電容c1連接構(gòu)成lc諧振電路，各次諧波全部流入諧波/有功變換控制器，dsp處理控制器控制諧波/有功變換控制器將電網(wǎng)諧波轉(zhuǎn)換為與電網(wǎng)同頻率同相位的有功電力，經(jīng)由電能回送繞組與變壓并網(wǎng)繞組變?yōu)橛泄﹄娏厮碗娋W(wǎng)；諧波無功補償裝置輸出的諧波補償電壓送諧振無功補償繞組，經(jīng)諧振無功補償繞組濾波后，由變壓并網(wǎng)繞組升壓后送入電網(wǎng)。

優(yōu)選地，所述dsp處理控制器通過電網(wǎng)檢測裝置與負荷檢測裝置對電網(wǎng)與生產(chǎn)負荷系統(tǒng)實時檢測與監(jiān)控，當電網(wǎng)出現(xiàn)異常與故障時，dsp處理控制器控制系統(tǒng)保護控制器，切離并網(wǎng)電感變壓器與負載系統(tǒng)隔離開關(guān)；當發(fā)生故障時，dsp處理控制器控制系統(tǒng)保護控制器切除并網(wǎng)電感變壓器，使本發(fā)明智能有源濾波器切離電網(wǎng)；當生產(chǎn)負荷系統(tǒng)發(fā)生故障時，dsp處理控制器控制系統(tǒng)保護變換器驅(qū)動生產(chǎn)負載系統(tǒng)高壓隔離開關(guān)，將生產(chǎn)負荷系統(tǒng)切離電網(wǎng)，同時由通信報警裝置發(fā)出報警信號或控制信號。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果：

本發(fā)明針對國家電網(wǎng)，電車鐵路，鋼鐵鋁等金屬冶煉系統(tǒng)的瞬時多變特性所產(chǎn)生的高次諧波與無功電力，利用高速dsp處理控制器控制電力變換器，把諧波與無功電力轉(zhuǎn)換為有功電力回送電網(wǎng)，提高功率因數(shù)，具有巨大的節(jié)能效果，同時對電力系統(tǒng)殘余諧波與無功電力進行高速高精度補償，消除電網(wǎng)干擾與波動，節(jié)能減排，提高電網(wǎng)質(zhì)量，提高電網(wǎng)與生產(chǎn)負荷系統(tǒng)的穩(wěn)定性與安全性，提高產(chǎn)品質(zhì)量，降低生產(chǎn)成本，具有巨大經(jīng)濟效益與社會效益。

附圖說明

通過閱讀參照以下附圖對非限制性實施例所作的詳細描述，本發(fā)明的其它特征、目的和優(yōu)點將會變得更明顯：

圖1為本發(fā)明一實施例的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖；

圖2為本發(fā)明一實施例的并網(wǎng)電感變壓器結(jié)構(gòu)圖；

圖3是本發(fā)明一實施例的系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)圖；

圖4是諧波/有功變換控制器結(jié)構(gòu)框圖；

圖5是dsp處理控制器的結(jié)構(gòu)原理圖；

圖中：1為供電變壓器，2為并網(wǎng)電感變壓器，3為電網(wǎng)檢測裝置，4為a/d變換器，5為諧波/有功變換控制器，6為無功電力移相器，7為諧波無功補償裝置，8為系統(tǒng)保護控制器、9為負荷檢測裝置，10為dsp處理控制器，11為通信報警裝置；

2-0為隔離開關(guān)，2-1為可調(diào)電感繞組，2-2為電感控制繞組，2-3為電能回送繞組，2-4為諧波無功補償繞組，2-5為變壓并網(wǎng)繞組，c1為高壓電容，5-1為電感調(diào)節(jié)控制器，5-2為pwm變換器，6為無功電力移相器，7為諧波無功補償裝置；10-1為dsp信號處理器，10-2為dsp-fft處理器，10-3為dsp控制指令運算器，10-4為dsp系統(tǒng)保護指令運算器。

具體實施方式

下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明進行說明。以下實施例將有助于本領(lǐng)域的技術(shù)人員進一步理解本發(fā)明，但不以任何形式限制本發(fā)明。應(yīng)當指出的是，對本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進。這些都屬于本發(fā)明的保護范圍。

本發(fā)明提供一種智能有源濾波器，對電網(wǎng)與電車鐵路和金屬冶煉等系統(tǒng)產(chǎn)生的諧波與無功電力變換為有功電力回送電網(wǎng)，節(jié)約大量的電力，同時針對諧波與無功電力進行高速高精度補償，消除電網(wǎng)干擾與波動，提高電網(wǎng)穩(wěn)定性和安全性，節(jié)能減排，提高電網(wǎng)質(zhì)量，節(jié)約大量的電能，降低變壓器與電氣設(shè)備損耗與增加使用壽命。

如圖1所示，為本發(fā)明一實施例中智能有源濾波器的結(jié)構(gòu)框圖，包括：并網(wǎng)電感變壓器2、電網(wǎng)檢測裝置3、a/d變換器4、諧波/有功變換控制器5、無功電力移相器6、諧波無功補償裝置7、系統(tǒng)保護控制器8、負荷檢測裝置9，dsp處理控制器10；其中：

電網(wǎng)檢測裝置3，用于檢測電網(wǎng)與供電變壓器1的電壓電流及電網(wǎng)運行狀態(tài)，把電網(wǎng)電壓電流轉(zhuǎn)換成低壓模擬信號輸入到a/d變換器4，變換為數(shù)字信號送dsp處理控制器10；

負荷檢測裝置9，用于檢測負荷生產(chǎn)系統(tǒng)(圖1中負荷)的電壓電流與運行狀態(tài)檢測，并將負荷電壓電流轉(zhuǎn)換成低壓模擬信號，輸入到a/d變換器4；

a/d變換器4，將電網(wǎng)檢測裝置3、負荷檢測裝置9的電網(wǎng)與負荷電壓電流信號變換為數(shù)字信號，輸入到dsp處理控制器10；

dsp處理控制器10控制功能與結(jié)構(gòu)如圖3所示，其中pwm變換器5-2為諧波/有功變換控制器的一部分，對電網(wǎng)和負荷信號與運行狀態(tài)進行監(jiān)控分析，根據(jù)上述檢測的電網(wǎng)和負荷的信號，計算出各次諧波與無功電力的頻率、相位與幅值，以及諧波/有功變換控制器5、無功電力移相器6、諧波無功補償裝置7、系統(tǒng)保護控制器8的控制指令，控制并網(wǎng)電感變壓器2，調(diào)節(jié)控制并網(wǎng)電感變壓器2中可調(diào)電感繞組2-1始終工作在最佳諧振狀態(tài)，使各次諧波吸收電路阻抗為零，使電網(wǎng)與生產(chǎn)負荷所產(chǎn)生諧波全部流入諧波/有功變換控制器5的整流器。

如圖4所示，dsp處理控制器10通過控制指令控制諧波/有功變換控制器5與pwm變換器5-2將電網(wǎng)諧波電力轉(zhuǎn)換為有功電力，由并網(wǎng)電感變壓器2將有功電力回送電網(wǎng)或供電變壓器1，節(jié)約大量的電力電能；

dsp處理控制器10通過控制指令控制無功電力移相器6將電網(wǎng)與負荷產(chǎn)生的無功電力移相為有功電力，由并網(wǎng)電感變壓器2回送電網(wǎng)，節(jié)約大量的電力電能；

dsp處理控制器10通過控制指令控制諧波無功補償裝置7對電網(wǎng)諧波與無功電力進行高速高精度補償，節(jié)能減排，消除電網(wǎng)干擾與沖擊，提高電網(wǎng)穩(wěn)定性與安全性，提高電網(wǎng)質(zhì)量；

dsp處理控制器10通過控制指令控制系統(tǒng)保護控制器8，在電網(wǎng)或負荷發(fā)生異常時，切斷電網(wǎng)與負荷的連接。

進一步的，在部分實施例中，本發(fā)明系統(tǒng)還設(shè)置通信報警裝置11，用于系統(tǒng)監(jiān)控和與相關(guān)部門的信息通訊和報警。

在實施例中，所述dsp處理控制器10的功能結(jié)構(gòu)如圖5所示，包含：dsp信號處理器10-1、dsp-fft處理器10-2、dsp控制指令運算器10-3和dsp-sp系統(tǒng)保護指令運算器10-4，其中：

dsp信號處理器10-1對電網(wǎng)與負荷系統(tǒng)運行狀態(tài)進行監(jiān)控分析與顯示，監(jiān)控系統(tǒng)信號的檢測，數(shù)據(jù)處理與系統(tǒng)運行；

dsp-fft處理器10-2，計算出電網(wǎng)與生產(chǎn)負荷系統(tǒng)電壓電流與各次諧波與無功電力的頻率、幅值與相位；

dsp控制指令運算器10-3計算出各補償控制器與系統(tǒng)保護控制器8的控制指令參數(shù)；控制諧波/有功變換控制器5把電網(wǎng)高次諧波變換為有功電力回送電網(wǎng)；

dsp系統(tǒng)保護指令運算器10-4，根據(jù)電網(wǎng)檢測裝置3與a/d變換器4所檢測電網(wǎng)與供電變壓器1的運行狀態(tài)與電壓電流數(shù)據(jù)，dsp系統(tǒng)保護指令運算器10-4，根據(jù)系統(tǒng)保護控制器8的驅(qū)動結(jié)構(gòu)特點與操作規(guī)程，根據(jù)系統(tǒng)在發(fā)生過電壓、過電流、超溫度的容限值，計算出系統(tǒng)保護控制器8的控制指令，其目的是當電網(wǎng)、生產(chǎn)系統(tǒng)或智能有源濾波器在發(fā)生過電壓、過電流、超溫度或等事故時，dsp系統(tǒng)保護指令運算器10-4對事故進行鑒別分類，并根據(jù)規(guī)程對系統(tǒng)保護控制器8發(fā)出控制指令，驅(qū)動高壓隔離開關(guān)，或調(diào)節(jié)負荷匹配，或切斷電網(wǎng)與負荷的連接，或把智能有源濾波器切離電網(wǎng)和變壓器，同時報警通信裝置進行報警和通知相關(guān)部門。

具體的，dsp控制指令運算器10-3用于諧波/有功變換控制器5、無功電力移相器6、諧波無功補償裝置7與系統(tǒng)保護控制器8的控制指令參數(shù)計算；dsp控制指令運算器10-3控制并網(wǎng)電感變壓器2，通過并網(wǎng)電感變壓器2將諧波/有功變換控制器5電網(wǎng)諧波變換為有功電力，將諧波無功補償裝置7產(chǎn)生的補償電壓送入電網(wǎng)；

具體的，dsp控制指令運算器10-3，根據(jù)dsp-fft處理器10-2計算出電網(wǎng)與生產(chǎn)負荷系統(tǒng)電壓電流的各次諧波與無功電力的幅值與相位，結(jié)合諧波無功補償裝置7的特性計算出諧波無功補償裝置7控制參數(shù)與指令，產(chǎn)生各次諧波補償電壓，由并網(wǎng)電感變壓器2回送電網(wǎng)。

本發(fā)明由dsp信號處理器10對電網(wǎng)數(shù)字信號與電網(wǎng)與負荷系統(tǒng)運行狀態(tài)進行監(jiān)控分析與顯示，由dsp-fft處理器10-1計算出電網(wǎng)與生產(chǎn)負荷系統(tǒng)電壓電流與各次諧波與無功電力的頻率幅值與相位，計算出各補償控制器的參數(shù)與控制指令，由dsp-sp控制指令運算器10-3計算出系統(tǒng)保護控制器8的控制指令參數(shù)。

作為一個優(yōu)選實施方式，如圖2所示，所述并網(wǎng)電感變壓器2，包括隔離開關(guān)2-0、高壓諧振可調(diào)電感繞組2-1、電感控制繞組2-2、高壓電容c1、電能回送電感繞組2-3、諧振無功補償繞組2-4以及變壓繞組2-5；如圖4所示，諧波/有功變換控制器5的組成，其中電感調(diào)節(jié)控制器5-1、pwm變換器5-2為諧波/有功變換控制器5的組成部件；

電網(wǎng)數(shù)字信號輸入到dsp信號處理器10-1，計算出各次諧波與無功電力頻率、幅值與相位，計算出各控制器的控制指令；由dsp處理控制器10控制電感控制繞組2-2，由電感控制繞組2-2對可調(diào)電感繞組2-1的各次電感參數(shù)進行調(diào)節(jié)，使可調(diào)電感繞組2-1與高壓電容c1連接構(gòu)成lc諧振電路，從而使并網(wǎng)電感變壓器2的可調(diào)電感繞組2-1的各次諧振電感l(wèi)始終工作在最佳高壓諧振狀態(tài)，使各次諧波支路的阻抗為零，使電網(wǎng)與生產(chǎn)負荷所產(chǎn)生諧波全部流入諧波/有功變換控制器5，把電網(wǎng)高次諧波電力轉(zhuǎn)換為有功電力，由并網(wǎng)電感變壓器2的變壓并網(wǎng)繞組2-5回送電網(wǎng)，節(jié)約大量的電力電能。諧波無功補償裝置7輸出的諧波補償電壓送諧振無功補償繞組2-4，經(jīng)諧振無功補償繞組2-4濾波后與由變壓并網(wǎng)繞組2-5升壓后送入電網(wǎng)。

并網(wǎng)電感變壓器2的具體工作包括：

1.隔離開關(guān)2-0將整個智能有源濾波器并入電網(wǎng)或切離電網(wǎng)；

2.高壓電感繞組2-1與高壓電容器c1連接構(gòu)成lc諧振電路，使諧振電路對諧波的阻抗為零，使諧波全部流入諧波/有功變換控制器5轉(zhuǎn)換為有功電力；

3.由電感控制繞組2-2調(diào)節(jié)控制可調(diào)電感繞組2-1的電感量，使可調(diào)電感繞組2-1與高壓電容c1構(gòu)成的lc諧振電路始終工作在諧振狀態(tài)。

4.由諧波/有功變換控制器5轉(zhuǎn)換為有功電力，經(jīng)由電能回送繞組2-3與變壓并網(wǎng)繞組2-5變?yōu)楦邏河泄﹄娏厮碗娋W(wǎng)。

5.諧波無功補償裝置7產(chǎn)生的補償電壓，由諧振無功補償繞組2-4送變壓并網(wǎng)繞組2-5送入電網(wǎng)。

所述隔離開關(guān)2-0，由dsp處理控制器10控制，在電網(wǎng)與負荷系統(tǒng)或智能有源濾波器出現(xiàn)異常時，瞬時斷開高壓隔離開關(guān)2-0，切離電網(wǎng)與負荷生產(chǎn)系統(tǒng)或本發(fā)明智能有源濾波器，起到隔離保護作用。

在一實施例中，所述電網(wǎng)檢測裝置3包含電網(wǎng)電壓檢測裝置3-1與電流變換傳感器3-2，分別把電網(wǎng)電壓電流運行狀態(tài)轉(zhuǎn)換成低壓模擬信號輸入a/d變換器4，由a/d變換器4轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號輸入dsp處理控制器10。

當電網(wǎng)或負載生產(chǎn)系統(tǒng)或補償系統(tǒng)出現(xiàn)過電壓、過電流、過高溫和過負荷時等故障時，由dsp處理控制器10控制系統(tǒng)保護控制器8，根據(jù)電網(wǎng)和負載生產(chǎn)系統(tǒng)要求與操作規(guī)則，調(diào)整負荷與減輕負荷配置，同時由通信報警裝置11向相關(guān)部門與裝置發(fā)出報警信號。

如圖3所示，本發(fā)明上述的系統(tǒng)中，由電網(wǎng)檢測裝置3與負荷檢測裝置9構(gòu)成系統(tǒng)檢測裝置，當電網(wǎng)或負荷出現(xiàn)短路、過電壓、過電流、或出現(xiàn)故障，由dsp處理控制器10控制系統(tǒng)保護控制器8控制驅(qū)動隔離開關(guān)2-0，把智能有源濾波器切離電網(wǎng)；同樣當智能有源濾波器出現(xiàn)故障時，由系統(tǒng)保護控制器8驅(qū)動并網(wǎng)電感變壓器2的隔離開關(guān)2-0，把智能有源濾波器即時切離電網(wǎng)，同時由通信報警裝置11向相關(guān)部門與裝置發(fā)出報警信號，避免電網(wǎng)與智能有源濾波器相互影響。智能有源濾波器當故障排除或過電壓過電流恢復(fù)正常范圍時，dsp處理控制器10可控制系統(tǒng)保護控制器8根據(jù)電網(wǎng)回復(fù)條件與規(guī)程，驅(qū)動隔離開關(guān)2-0合閘，使智能有源濾波器自動并網(wǎng)運行，也可手動恢復(fù)隔離開關(guān)2-0合閘并網(wǎng)運行。

本發(fā)明利用網(wǎng)絡(luò)諧振控制原理與智能控制理論，提出一種智能有源濾波器，可以應(yīng)用于電車鐵路，鋼鐵冶煉，電解鋁與氧化鋁等的金屬冶煉領(lǐng)域。本發(fā)明針對特殊工況所產(chǎn)生的浪涌電壓與沖擊電流進行抑制，對電網(wǎng)與金屬冶煉系統(tǒng)所產(chǎn)生的高次諧波和無功電力進行高精度補償，并把高次諧波電力與無功電力轉(zhuǎn)換成有功電力回送電網(wǎng)，有效的抑制電力系統(tǒng)浪涌電壓與電流對電力系統(tǒng)的沖擊，提高變壓器的絕緣強度與電力設(shè)備使用壽命，增加電網(wǎng)的穩(wěn)定性和安全性，提高電網(wǎng)質(zhì)量，節(jié)能減排，節(jié)約大量的電力與電能。

本發(fā)明的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)合理、運行性能穩(wěn)定，補償精度高，速度快，節(jié)能效率高，輸出電壓高功率大，可以用于220kv以下的各類電網(wǎng)與各類金屬冶煉系統(tǒng)，便于組裝維護，從而克服了現(xiàn)有技術(shù)中的不足，并具有以下特點：

1.本發(fā)明利用dsp處理控制器10控制dsp-fft處理器10-2控制計算出各次諧波與無功電力頻率幅值與相位，計算出各控制器的控制指令；

2.本發(fā)明利用dsp處理控制器10控制諧波/有功變換控制器5，把電網(wǎng)高次諧波電力轉(zhuǎn)換為有功電力，由并網(wǎng)電感變壓器2回送電網(wǎng)，節(jié)約大量的電力電能；

3.利用dsp處理控制器10控制無功電力移相器6把電網(wǎng)無功電力移相為有功電力，由并網(wǎng)電感變壓器2回送電網(wǎng)，節(jié)約大量的電力電能；

4.同時利用dsp處理控制器10控制諧波無功補償裝置7，對電網(wǎng)諧波無功電力進行高速高精度補償，消除電網(wǎng)干擾與沖擊，提高電網(wǎng)穩(wěn)定性與安全性，提高電網(wǎng)質(zhì)量。節(jié)能減排，節(jié)約大量電力電能，具有巨大經(jīng)濟效益與社會效益。

5.同時利用dsp處理控制器10對電網(wǎng)與負荷系統(tǒng)進行檢測與故障分析。控制驅(qū)動系統(tǒng)保護控制器8，對電網(wǎng)與生產(chǎn)系統(tǒng)負載過電壓、過電流、過負載、短路雷擊等故障進行瞬時切離與保護，或根據(jù)過負荷調(diào)整規(guī)程，對系統(tǒng)負荷進行調(diào)整與匹配。

6.本發(fā)明與現(xiàn)有各種補償裝置與濾波器相比：現(xiàn)有各種lc濾波器與svc與svg對電網(wǎng)沖擊大，易于產(chǎn)生共振，易爆易損壞，體積大耗電量大。

本發(fā)明動態(tài)特性好，補償精度高，節(jié)約大量電力電能，提高電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性與安全性。在同樣補償容量時，體積僅是lc濾波器與svc與svg體積五分之一。

7.本發(fā)明適應(yīng)于電車鐵路、各種鋼鐵鋁金屬冶煉系統(tǒng)、機械加工與動力系統(tǒng)、風力發(fā)電場、煉油廠、發(fā)電廠與國家電網(wǎng)，具有廣闊的發(fā)展前景。

以上對本發(fā)明的具體實施例進行了描述。需要理解的是，本發(fā)明并不局限于上述特定實施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在權(quán)利要求的范圍內(nèi)做出各種變形或修改，這并不影響本發(fā)明的實質(zhì)內(nèi)容，并在其保護范圍之內(nèi)。