[发明专利]分散式负载电流感测系统

说明书

技术领域

本发明有关一种主动电力滤波系统，尤指一种用以补偿各负载支路的谐波讯号与虚功的分散式负载电流感测系统。

背景技术

近来随着科技的进步，大量的非线性负载装置被使用，诸如变频器、照明设备等，用以提升了效能与便利性，却也带来了诸多电力污染的问题，其中以谐波问题最为严重，而为了改善谐波问题，一般均会装置电力滤波器来解决此一问题。

而电力滤波器大致可分为被动式电力滤波器与主动式电力滤波器，其中被动式电力滤波器主要由电感与电容相组成，具有结构简单与成本低的优点，但其缺点却有其体积与重量大，只能消除固定谐波，功率因素改善有限，且容易与电力系统产生共振的缺点；而主动电力滤波器则能有效的抑制所有电流谐波成分同时还能改善电源侧的功率因素，因此考量到一般系统的需求，并为了提高其可靠度、大容量及系统的扩充性，大多会采用主动式电力滤波器，配合多个小容量主动电力滤波器并联运转，其配置方式如图1的系统方块图所示。

习知应用于并联运转的主动电力滤波器技术中，主要可分为几种，包括平行独立侦测法、负载电流分配法、多组补偿不同频率电流法、多组不同切换频率法及负载资讯传输控制方法等方法，各种主动电力滤波器的控制方法皆有其优缺点存在，举例而言，如图2的系统方块图所示，该负载资讯传输控制方法是将主动电力滤波装置分别设置于不同的负载支路上，且每一个主动电力滤波器除了将独自运作补偿谐波电流及虚功，可以利用电力网路直接进行资讯传输，连结沟通每个主动电力滤波器，而使不同负载支路上的主动滤波器能相互补偿，提升系统效益，但其缺点是分散式的主动电力滤波器会造成保养及管理上的不便之外，主动电力滤波器的谐波补偿功能具有衰减电力网路传输讯息的能力；而前述的各种主动电力滤波器除本身自有的优缺点外，更要注意的部分是其集中式管理与分散式管理存在性的问题

而所谓集中式管理，如图3的系统方块图所示，是将所有的主动电力滤波器安置于电力输入端的电力机房之后，于负载支路之前和主电力干线并联相接，因此架构简单且管理容易，而且合适的装置环境有助于主动电路滤波器的使用寿命，但集中式管理会发生仅在电力输入端与主动电力滤波器装置间的主干线是干净的电力网路，而主动电力滤波器装置之后的电力网路仍然是受谐波污染的电力网路，集中式主动电力滤波器主要是侦测主电力干线上的总负载电流来做为谐波补偿资料讯习，但是总负载电流会因为负载端电力设备的使用情况，可能从几安培到数千安培甚至于上万安培，此时负载电流感测器因为侦测的范围过大，导致精确性会有一定的误差产生；而分散式管理，如图4的系统方块图所示，其优点是弥补上述集中式管理的缺点，整个电力网路会比较纯净，但是主动电力滤波器分散式管理，除了安装空间环境的不稳定因素之外，几乎每一台主动电力滤波器仅能控制一个负载支路，如果相互间还要补偿支援，还需要繁复的讯号处理与传输，使得整个系统架构变得很复杂，导致管理与保养上的不便性，严重者甚至可能引导出主动电力滤波器的使用寿命的问题产生。

发明内容

针对上述的缺失，本发明的主要目的在于提供一种分散式负载电流感测系统，其可以使补偿更精确，从而使电力网路干净，还可使管理简单，增加主动电力滤波装置的使用寿命。

为达成上述的目的，本发明提供一种分散式负载电流感测系统，用以连接于电力输入端之后，该电力输入端电性连接一主电力干线，该主电力干线分别电性连接至少一负载支路，该系统包括：

一电力汇流排，电性连接该主电力干线；

一主动电力滤波装置，电性连接该电力汇流排，该主动电力滤波装置更包括：

一讯号处理单元，用以解析所接收的讯号并发送一讯号；

一驱动电路单元，与该讯号处理单元电性连接，用以接收该讯号处理单元的讯号，并依其讯号发送一驱动讯号；

一功率单元，与该驱动电路单元电性连接，用以接收该驱动讯号并产生一补偿讯号；

一负载电流感测装置，电性连接于该负载支路上，该负载电流感测装置更包括一控制单元及一负载电流感测单元，该控制单元与该负载电流感测单元彼此电性连接，该负载电流感测单元用以感测该负载支路的负载电流感测讯号并回传该讯号至控制单元后再传至该主动电力滤波装置；藉由该主动电力滤波装置产生一与负载支路的谐波讯号与振幅大小相同但相位相反的补偿讯号，经由电力汇流排经由电力主干线传送至负载支路，以补偿各负载支路的谐波讯号与虚功。

其中，该电力汇流排更连接一扩充功率单元，该扩充功率单元更电性连接于该讯号处理单元，用以接收该讯号处理单元所传送的讯号。