[发明专利]一种用于动态滤除谐波的节电装置

摘要

本发明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，卡尔曼算法对谐波采集器的谐波进行计算分析优化，本装置还能削减无功功率，提高了有功功率，功率因素得到提高，对电力负载进行了无功补偿，通过动态滤波控制系统使谐波滤波器在滤波支路中吸收最大值谐波电流。这样，就能大幅度减少谐波危害，提高了电能质量。

主权项

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。