[发明专利]电力谐波抑制装置

说明书

本发明电力谐波抑制装置，谐波计算电路接收实时检测的电力线路谐波畸变率信号，在采样周期到来时与总电流信号乘积运算后输出谐波电流，谐波电流进入脉宽调制电路，谐波电流小时，经第一电压频率转换电路转为为PWM信号、缓冲、采样保持后，输出驱动脉冲到第一功率模块进行谐波电流补偿，谐波电流大时，谐波电流经第一、第二电压频率转换电路驱动第一、二功率模块进行谐波电流的均衡补偿，脉宽补偿电路在谐波畸变率信号的变化率信号小时，一方面直接通过调节第一、第二电压频率转换电路脉冲的宽度补偿谐波电流，并通过异或门判断采样保持前后脉冲是否一致，一致时，调节第二电压频率转换电路脉冲的宽度，进而调节第二功率模块补偿谐波电流。

技术领域

本发明属于电力控制技术领域，尤其涉及电力谐波抑制装置。

背景技术

谐波使电能的生产，传输和使用效率降低，甚至会引起诸如变压器局部过热、产生机械振动、噪声和过电压、使继电保护和自动装置误动作等严重威胁电力系统安全、稳定运行的问题。

目前电力系统中消除谐波的方式主要采用有源电力滤波器，实时检测线路中的电流，经DSP处理后，以脉宽调制信号的方式驱动功率模块，产生谐波方向相反，大小相等的谐波电流，来抵消或补偿系统中的谐波，主动消除电力谐波，其滤波效果好，但结构复杂、成本高，且在谐波电流高或变化快时，功率模块长期工作在高电压、大电流、高频开关状态，会造成功率模块失效。

发明内容

针对上述情况，为克服现有技术之缺陷，本发明提供电力谐波抑制装置，有效的解决了现有的有源电力滤波器，结构复杂、成本高，且会造成功率模块失效的问题。

其技术方案是，包括谐波计算电路、脉宽调制电路、脉宽补偿电路，所述谐波计算电路接收实时检测的电力线路谐波畸变率信号，在采样周期到来时进入乘法器，与总电流乘积运算后输出谐波电流，其中差动放大器AR1计算出采样周期前后信号的差值，之后经运算放大器AR2计算出谐波畸变率信号的变化率，谐波畸变率信号的变化率信号一路经运算放大器AR3进行1/2比例放大后输出，另一路驱动晶闸管P1导通，改变震荡电路频率，进而调节采样周期；

所述脉宽调制电路接收谐波计算电路输出的谐波电流，谐波电流小时，经第一电压频率转换电路转为为PWM信号，之后经非门缓冲、采样保持后输出驱动脉冲到第一功率模块进行谐波电流补偿，谐波电流大时，三极管Q1导通，谐波电流一路经第一电压频率转换电路驱动第一功率模块进行谐波电流的均衡补偿，另一路经压差计算，经第二电压频率转换电路转为为PWM信号，之后经非门缓冲后输出驱动脉冲到第二功率模块进行谐波电流的均衡补偿；

所述脉宽补偿电路在谐波畸变率信号的变化率信号小时，通过电感L3、L2反馈到变容二极管DC1的负极、变容二极管DC2的负极调节脉冲的宽度，并通过异或门判断采样保持前后脉冲是否一致，一致时，三极管Q5控制，电感L2信号与电感L3耦合后反馈到变容二极管DC1的负极，调节脉冲的宽度，进而调节第一、第二功率模块补偿谐波电流。

本发明的有益效果：1，结构简单、响应快，接收实时检测的电力线路谐波畸变率信号，在采样周期到来时与接入总电流信号乘积运算后输出谐波电流，其中设置差动放大器计算出采样周期前后信号的差值、积分器计算出谐波畸变率信号的变化率，谐波畸变率信号的变化率信号一路经1/2比例放大后输出，另一路在变化率信号幅度小时，改变震荡电路的震荡频率，进而调节采样周期，谐波电流小时，经第一电压频率转换电路转为PWM信号，之后经缓冲、采样保持后输出驱动脉冲到第一功率模块进行谐波电流补偿，谐波电流大时，一路采用+3.5V经第一电压频率转换电路驱动第一功率模块进行谐波电流的均衡补偿，另一路经压差计算出谐波电流和+3.5V的差值，差值信号经第二电压频率转换电路转为PWM信号，之后经缓冲后输出驱动脉冲到第二功率模块进行谐波电流的均衡补偿，实现在谐波电流高时，采用两路功率模块进行均衡补偿，避免功率模块长期工作在高电压、大电流状态；