[发明专利]并联型谐波电能提取装置

说明书

本发明公开了并联型谐波电能提取装置，每相上的谐波提取装置均包括耦合变压器T、由无功补偿电容器C_i形成的第一支路、由无功补偿电容器C_mi和谐振电感器L_mi串联形成的第二支路；耦合变压器T的一次绕组包括第一线圈、第二线圈和铁芯，第一线圈和第二线圈均绕制在铁芯上，第一线圈的绕制方向和第二线圈的绕制方向相同；第一支路和第二支路各自形成的串联回路在基波电压下等值电容容量相等，第一线圈的绕组匝数与第二线圈的绕组匝数相同。本发明将谐波电能提取出来，避免了输电线路阻尼电阻有功损耗，解决了滤除谐波电压源损耗大、不经济等问题。

技术领域

本发明涉及谐波处理设备，具体涉及并联型谐波电能提取装置。

背景技术

谐波治理过程中很少将谐波提取出来进行再利用，主要依靠滤除，滤波装置主要有无源电力滤波器与有源电力滤波器。无源电力滤波器结构简单，易于设计，价格低廉，但其补偿特性易受环境影响。电力有源滤波器理论上是将谐波能量转换为基波回馈了电网，但实际上由于有源滤波器大功率开关器件的功率损耗，其基波有功损耗十分惊人，实际工作效率不超过98％，远低于传统LC无源滤波设备，而且有源滤波器价格昂贵。实际上，谐波也是一种能源，如果将其从输电线路提取出，经过整流逆变或者直接应用于特定的用电设备将节约大量能源，变废为宝。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是现有技术只能将谐波滤出，造成较大的能量损失，目的在于提供并联型谐波电能提取装置，将谐波提取出来再将谐波转换成可供用电设备使用的电能，降低能量的损失。

本发明通过下述技术方案实现：

并联型谐波电能提取装置，每相上的谐波提取装置均包括耦合变压器T、由无功补偿电容器C_i形成的第一支路、由无功补偿电容器C_mi和谐振电感器L_mi串联形成的第二支路；所述耦合变压器T的一次绕组包括第一线圈、第二线圈和铁芯，第一线圈和第二线圈均绕制在铁芯上，第一线圈的绕制方向和第二线圈的绕制方向相同；第一线圈的输入端与第二线圈的输入端分别处在铁芯的两端，第一线圈的输出端和第二线圈的输出端处于铁芯的中部，第一线圈的输入端与第二线圈的输入端分别连接第一支路和第二支路，所述第一线圈的输出端和第二线圈的输出端共同连接在零线上，所述第一支路和第二支路连接耦合变压器T端的另一端与系统电压线路连接；所述耦合变压器T的二次绕组连接变换电路；第一支路和第二支路各自形成的串联回路在基波电压下等值电容容量相等，第一线圈的绕组匝数与第二线圈的绕组匝数相同。

本发明是一种基于无源LC滤波技术的衍生方案，交流电网的系统电压分别通过无功补偿电容器C_i、C_mi、L_mi以及耦合变压器T的一次绕组流回系统，C_i以及C_mi、L_mi组成的串联回路在基波电压下等值电容容量相同，第一线圈的输入端和第二线圈的输入端作为耦合变压器T的一次绕组同名端分别与两个电容支路相连，两个电容支路即第一支路和第二支路，两个绕组匝数相同，两条支路的不同之处在于C_mi支路中还串联有谐振电感器L_mi，L_mi与C_mi在特定次数谐波频率串联谐振，这样，流过耦合变压器T一次绕组的电流分为两组，一组是含有谐波的无功电流的第一支路，另一组是不含有谐波的无功电流的第二支路，由于两条支路中的基波无功电流相同，两个一次绕组匝数也相同，因此所产生的基波磁通相同抵消，而谐波磁通无法抵消，被感应到耦合变压器T的二次侧，通过二次侧接的变换电路整流为平滑稳定的直流电压，供负荷使用，完成了谐波电能的提取转换。