[实用新型]谐波再利用型蓄能装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及电力电子技术、电源转换技术和无源滤波技术领域，尤其涉及一种谐波再利用型蓄能装置。 

背景技术

尽管当今的电力技术不断提高，电力网的技术参数不断提高，但负荷的复杂多变和电力电子技术的发展以及近年来风力发电的入网等原因造成电力网络的谐波污染形式不容乐观。谐波不仅存在于不间断电源端口，发电端（始端）、输电线路（中端）、变配电终端等都程度不同地存在谐波，这些谐波不但影响供电质量、引发异常，还造成电能浪费。 

中端网络的谐波来自于始端，而终端的谐波来自于中端线路窜入、终端网内负荷冲击、能量储存和变换设备（直流或不间断电源类）释放等（以下统称之为“谐波”）。治理谐波主要是通过“消除”和“抑制”两种手段。所谓抑制即指控制谐波源，一是使设备不释放或少释放谐波，如图1所示的UPS电源的整流和逆变全部采用SPWM脉宽调制技术消除谐波，二是选用不释放谐波的设备（在不间断电源族中“ISPS”即为无谐波释放系统）。所谓消除是指通过技术手段去除有害谐波（简称为“目标谐波”），一是采用无源滤波器滤除某一谐波，如图2为并联滤波法和图3为串联滤波法，二是通过有源滤波器制造出有源谐波，如图4的有源滤波法来对消电力电子类负载释放的谐波。 

在UPS不间断电源整流环节采用WPM波（脉宽调制）调制，而在逆变环节采用SPWM波（正弦脉宽调制）调制，可以大大降低有源谐波，但同时也大大降低整流和逆变系统的效率，载频越高抑制谐波效果越好，但系统效率也越低。因此，不是最理想的抑制谐波的方法。 

并联滤波法如图2所示，无源滤波器并接于负载入口处或母线入口处将目标谐波滤出后通过零线或地线泄放掉。显然，这属于废弃谐波的方法，并且滤波支路无法绝对阻断工频能量通过，所以难免在滤除目标谐波的同时也流失少量的工频能量，造成浪费。图3所示的将无源滤波器与负载串联滤波的方法也是一种废弃谐波的方法，且串联滤波器内的电感器件必须流过全部负载电流，造成发热浪费并形成系统热隐患。 

如图4所示，用有源谐波对消谐波的方法多见于UPS机房中，将有源滤波器与传统的UPS并联，作用是消除UPS在工作过程中产生的谐波（整流和逆变环节）。但本质上是通过制造有源谐波来对消谐波，有源滤波器工作也要耗电，且有源谐波的大小和相位要根据对UPS释放谐波的在线监测和跟踪来确定，目前这种检测速度还难以满足“对消”的需要，因此国内外尚未形成一致的标准。 

实用新型内容

为了克服现有的治理谐波的装置和方法存在的上述不足和缺陷，本实用新型提供了一种能把目标谐波滤除而又不废弃、将其变为可利用能源的谐波再利用型蓄能装置。 

本实用新型为实现上述目的所采用的技术方案是：谐波再利用型蓄能装置，由无源滤波支路、谐波充电器AC/DC和蓄电池组构成，无源滤波支路输入端与用电负载输入端或母线输入端并联，无源滤波支路输出端与谐波充电器AC/DC输入端相连接，谐波充电器AC/DC输出端的正负极分别与蓄能型蓄电池的正负极相连接。 

所述无源滤波支路由线圈电感L和交流电容C串联组成。 

所述谐波充电器AC/DC为整流装置，或者AC/DC电压变换装置，或者是“AC/DC+DC/DC”、“AC/AC+AC/DC”型复合电源模块或模块组合装置。 

本实用新型的谐波再利用型蓄能装置，能把目标谐波滤除而又不废弃、将其变为可利用能源，结构简单，实现容易。只要事先经过测算或监测能预知某终端网络的主要谐波参数，既能设计一对应于目标谐波的谐振支路，将目标谐波能量引入该支路并进行整流，最终将谐波能量充入蓄电池，以备需要时释放出来。滤波、整流及充电结合应用，既能提高用电质量，又能提高能源利用率，安全、实用、经济和环保。如果网络内需要消除的目标谐波有若干次，则只需按需要增加不同次谐波的谐振支路即可。 

附图说明

图1是全脉宽调制型UPS主接线图。 

图2是串联滤波法原理图。 

图3是并联滤波法原理图。 

图4是有源滤波法原理图。 

图5是本实用新型的谐波再利用型蓄能装置原理图。 

具体实施方式