[发明专利]一种用于动态滤除谐波的节电装置

权利要求书

1.一种用于动态滤除谐波的节电装置，包括电抗变换器、功率变换器、主回路和控制系统，其特征在于：所述控制系统由谐波采集器、主控制器、中间继电器组和晶闸管脉冲触发板组成，所述主控制器包括算法单元和单片机，所述算法单元采用卡尔曼算法，所述卡尔曼算法对谐波采集器的谐波进行计算分析，所述卡尔曼算法步骤如下：

1)建立波形轨迹矢量集：对欧式空间二维平面x轴和y轴方向进行建模，建模数据如下：

其中：表示第表示第i条轨迹在x方向上的投影矢量集，表示第i条轨迹在y方向上的投影矢量集,称为轨迹T_rji的矢量集，T称为波形轨迹矢量集；

2)波形拟合：采用一种利用线性系统状态方程以及观测方程，

X(k+1)＝A(k)X(k)+T(k)W(k)

Z(k)＝H(k)X(k)+V(k)

通过以最小均方差J＝E[(x_k+1-x’_k+1)(x_k+1-x’_k+1)^T]为准则，根据滤波方程计算出最优状态估计值，

X(k+1,k+1)＝X(k+1,k)+K(k+1)[Z(k+1)-Z(k+1,k)]

其中，X(k+1)表示k+1时刻下的状态值，A(k)为状态转移矩阵，T(k)为干扰转移矩阵，W(k)表示运动模型的系统状态噪声，Z(k)表示观测向量，H(k)为观测矩阵，V(k)为观测噪声，x_k+1表示k+1时刻下最优状态的估计值，K(k+1)为k+1时刻的增益矩阵；

3)误差分析：对于预测轨迹点与实际轨迹点的几何空间误差采用均方根误差RMSE来计算:

其中，(x_i,y_i)表示实际轨迹点的位置，(x_i',y_i')表示预测轨迹点的位置信息，k表示预测轨迹点的数量，通过算法计算得到谐波的拟合模型，将模型结构与设定的阀值进行比对，当模型误差不超过阀值时，不需要改变线路的电抗性，当模型误差超过阀值时，及时的调节电抗变换器来调节电抗性，从而实现动态滤波。

2.根据权利要求1所述的一种用于动态滤除谐波的节电装置，其特征在于：所述谐波采集器用于采集电网电路中的非线性负载的谐波与基波产生畸变后的畸变波形，所述谐波采集器先将把所述畸变波形滤除，并将正常的基波和谐波波形传输给主控制器。

3.根据权利要求1所述的一种用于动态滤除谐波的节电装置，其特征在于：所述主回路由电抗变换器的一次绕组和滤波电容器组串联组成，所述电容器组内由电容器连接组成，所述电容器可以根据滤除谐波频次和电抗变换器的参数进行分布式投切。

4.根据权利要求1所述的一种用于动态滤除谐波的节电装置，其特征在于：所述实际轨迹点为所述谐波采集器所采集的基波。

5.根据权利要求1所述的一种用于动态滤除谐波的节电装置，其特征在于：所述单片机进行拟合模型和实际轨迹的误差比较，并控制线路的电抗性的调节。