一種改善電力系統(tǒng)三相功率不平衡的補償裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種改善電力系統(tǒng)三相功率不平衡的補償裝置，該補償裝置包括變流器、采樣電路、控制電路和補償電路；所述變流器的輸入端和電網(wǎng)相連接收三相交流電，輸出端接負(fù)載并由所述控制電路控制輸出端的輸出，所述變流器隔除負(fù)載的波動對電網(wǎng)的反饋，所述采樣電路采集負(fù)載的電路狀態(tài)，所述控制電路根據(jù)電路狀態(tài)判斷負(fù)載的三相平衡情況，并在三相不平衡時控制所述補償電路的輸出端輸出各相需補償?shù)碾娏?。通過在在電網(wǎng)和負(fù)載端增設(shè)變流器，電網(wǎng)通過變流器向負(fù)載供電，變流器阻止負(fù)載的波動向電網(wǎng)的反饋，減少了電網(wǎng)的三相波動，改善電力系統(tǒng)的三相功率不平衡，同時采樣電路采集負(fù)載的電路狀態(tài)，進(jìn)行對應(yīng)補償，提高了三相功率的穩(wěn)定性。
【專利說明】一種改善電力系統(tǒng)三相功率不平衡的補償裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及工業(yè)電力設(shè)備領(lǐng)域，尤其涉及一種改善電力系統(tǒng)三相功率不平衡的補
|石術(shù)C且ο
【背景技術(shù)】
[0002]電力系統(tǒng)中三相不平衡負(fù)荷會導(dǎo)致供電點三相電壓、電流的不平衡，從而增加電力線路損耗，降低電力設(shè)備和電力線路的出力，并對接在供電點上的各種供、用電設(shè)備的安全穩(wěn)定運行產(chǎn)生不利的影響。在實際操作過程中，負(fù)載端的三相不可能實現(xiàn)絕對的功率平衡，而這種不平衡是會反饋到電路中的，造成整個電路的三相功率的不平衡。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明提出了一種在電網(wǎng)和負(fù)載端增設(shè)變流器，電網(wǎng)通過變流器向負(fù)載供電，并向電網(wǎng)輸出補償電流的改善電力系統(tǒng)三相功率不平衡的補償裝置。
[0004]為實現(xiàn)上述設(shè)計，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
[0005]一種改善電力系統(tǒng)三相功率不平衡的補償裝置，包括變流器、采樣電路、控制電路和補償電路；其中，變流器、采樣電路和補償電路均與控制電路相連；所述變流器的輸入端和電網(wǎng)相連接收三相交流電，所述變流器的輸出端接負(fù)載并由所述控制電路控制輸出端的輸出，所述變流器隔除負(fù)載的波動對電網(wǎng)的反饋，所述采樣電路采集負(fù)載的電路狀態(tài)，所述控制電路根據(jù)電路狀態(tài)判斷負(fù)載的三相平衡情況，并在三相不平衡時控制所述補償電路的輸出端向負(fù)載輸出各相需補償?shù)碾娏鳌?br> [0006]其中，所述控制電路的微處理器采用32位處理器。
[0007]其中，所述微處理器為型號為TMS320F28335的微處理器。
[0008]其中，所述控制電路輸出控制信號到補償電路中的直接數(shù)字控制器，直接數(shù)字控制器控制輸出各相需補償?shù)碾娏鳌?br> [0009]其中，所述直接數(shù)字控制器通過型號為SA828的芯片實現(xiàn)控制。
[0010]其中，所述變流器的輸出端通過功率開關(guān)管與所述負(fù)載相連，所述控制電路控制所述功率開關(guān)管的功率輸出。
[0011]其中，所述采樣電路包括三路采樣子電路，所述三路采樣子電路的一端分別與負(fù)載的三相中的一相相連，另一端均與控制電路相連。
[0012]本發(fā)明的有益效果在于:通過在在電網(wǎng)和負(fù)載端增設(shè)變流器，電網(wǎng)通過變流器向負(fù)載供電，變流器阻止負(fù)載的波動向電網(wǎng)的反饋，減少了電網(wǎng)的三相波動，改善電力系統(tǒng)的三相功率不平衡，同時采樣電路采集負(fù)載的電路狀態(tài)，進(jìn)行對應(yīng)補償，提高了三相功率的穩(wěn)定性。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]為了更清楚地說明本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案，下面將對本發(fā)明實施例描述中所需要使用的附圖作簡單的介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)本發(fā)明實施例的內(nèi)容和這些附圖獲得其他的附圖。
[0014]圖1是本發(fā)明實施例提供的一種改善電力系統(tǒng)三相功率不平衡的補償裝置的結(jié)構(gòu)方框圖。
【具體實施方式】
[0015]為使本發(fā)明解決的技術(shù)問題、采用的技術(shù)方案和達(dá)到的技術(shù)效果更加清楚，下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明實施例的技術(shù)方案作進(jìn)一步的詳細(xì)描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0016]請參考圖1，其是本發(fā)明一種改善電力系統(tǒng)三相功率不平衡的補償裝置的結(jié)構(gòu)方框圖，如圖所示，該補償裝置包括變流器、采樣電路、控制電路和補償電路；其中，變流器、采樣電路和補償電路均與控制電路相連；所述變流器的輸入端和電網(wǎng)相連接收三相交流電，所述變流器的輸出端接負(fù)載并由所述控制電路控制輸出端的輸出，所述變流器隔除負(fù)載的波動對電網(wǎng)的反饋，所述采樣電路采集負(fù)載的電路狀態(tài)，所述控制電路根據(jù)電路狀態(tài)判斷負(fù)載的三相平衡情況，并在三相不平衡時控制所述補償電路的輸出端向負(fù)載輸出各相需補償?shù)碾娏鳌?br> [0017]優(yōu)選地，所述控制電路的微處理器采用32位處理器。
[0018]進(jìn)一步地，所述微處理器為型號為TMS320F28335的微處理器。
[0019]優(yōu)選地，所述控制電路輸出控制信號到補償電路中的直接數(shù)字控制器，直接數(shù)字控制器控制輸出各相需補償?shù)碾娏鳌?br> [0020]進(jìn)一步地，所述直接數(shù)字控制器通過型號為SA828的芯片實現(xiàn)控制。
[0021]優(yōu)選地，所述變流器的輸出端通過功率開關(guān)管與所述負(fù)載相連，所述控制電路控制所述功率開關(guān)管的功率輸出。
[0022]優(yōu)選地，所述采樣電路包括三路采樣子電路，所述三路采樣子電路的一端分別與負(fù)載的三相中的一相相連，另一端均與控制電路相連。
[0023]通過在在電網(wǎng)和負(fù)載端增設(shè)變流器，電網(wǎng)通過變流器向負(fù)載供電，變流器阻止負(fù)載的波動向電網(wǎng)的反饋，減少了電網(wǎng)的三相波動，改善電力系統(tǒng)的三相功率不平衡，同時采樣電路采集負(fù)載的電路狀態(tài)，進(jìn)行對應(yīng)補償，提高了三相功率的穩(wěn)定性。
[0024]更具體的，每個采樣子電路的電流互感器分別采集負(fù)載的A相、B相和C相上的電流信號，將電流信號傳輸?shù)娇刂齐娐愤M(jìn)行計算，得到需要補償?shù)碾娏?，并把需要補償?shù)碾娏骺刂蒲a償電路輸出A相、B相、C相需要補償?shù)碾娏鳎M(jìn)一步地，增設(shè)一個采樣電路采集中性線N上的電流，同時計算分析后對中性線進(jìn)行補償，進(jìn)行補償后，輸送給負(fù)載的A相電流等于采樣的電流加上補償?shù)碾娏?，同理，輸送給B相、C相和中性線N的電流也是補充后的總電流，使交流電力系統(tǒng)各相電流盡量均衡，同時中性線基本沒有電流。
[0025]為了對電路的變化實現(xiàn)快速響應(yīng)和精確控制，所述控制電路的微處理器采用32位處理器。更進(jìn)一步優(yōu)選為型號為TMS320F28335的微處理器。TMS320F28335型微處理器為浮點DSP，該器件的精度高，成本低，功耗小，性能高，外設(shè)集成度高，數(shù)據(jù)以及程序存儲量大，A/D轉(zhuǎn)換更精確快速。它具有150MHz的高速處理能力，具備32位浮點處理單元，6個DMA通道支持ADC、McBSP和EMIF，有多達(dá)18路的PWM輸出，其中有6路為TI特有的更高精度的PWM輸出(HRPWM)，12位16通道ADC。得益于其浮點運算單元，用戶可快速編寫控制算法而無需在處理小數(shù)操作上耗費過多的時間和精力，與前代DSC相比，平均性能提高50%，并與定點C28x控制器軟件兼容。與作用相當(dāng)?shù)?2位定點技術(shù)相比，快速傅立葉轉(zhuǎn)換(FFT)等復(fù)雜計算算法采用新技術(shù)后性能提升了一倍之多。SA828可以實現(xiàn)全數(shù)字化三相逆變器所需要的6路SPWM控制信號，屬于規(guī)則采樣雙邊調(diào)制波，很適合用于輸出為正弦波的逆變電源，由內(nèi)部硬件直接產(chǎn)生SPWM信號，這樣保證了 SPWM信號生成的可靠性。開關(guān)管采用Semikron公司1200V/200A系列的軟穿透式Simx系列的IGBT，該系列IGBT具有以下特點:較高的開關(guān)頻率，一般可穩(wěn)定運行在10kHz，有助于提高整個系統(tǒng)的動態(tài)響應(yīng)速度；結(jié)構(gòu)簡單，便于安裝合調(diào)試；開關(guān)損耗和導(dǎo)通損耗都較小，有助于提高系統(tǒng)的能量轉(zhuǎn)換效率；適合于工業(yè)界應(yīng)用的低廉的裝置成本。
[0026]以上內(nèi)容僅為本發(fā)明的較佳實施例，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，依據(jù)本發(fā)明的思想，在【具體實施方式】及應(yīng)用范圍上均會有改變之處，本說明書內(nèi)容不應(yīng)理解為對本發(fā)明的限制。
【權(quán)利要求】
1.一種改善電力系統(tǒng)三相功率不平衡的補償裝置，其特征在于，包括變流器、采樣電路、控制電路和補償電路；其中，變流器、采樣電路和補償電路均與控制電路相連；所述變流器的輸入端和電網(wǎng)相連接收三相交流電，所述變流器的輸出端接負(fù)載并由所述控制電路控制輸出端的輸出，所述變流器隔除負(fù)載的波動對電網(wǎng)的反饋，所述采樣電路采集負(fù)載的電路狀態(tài)，所述控制電路根據(jù)電路狀態(tài)判斷負(fù)載的三相平衡情況，并在三相不平衡時控制所述補償電路的輸出端向負(fù)載輸出各相需補償?shù)碾娏鳌?br> 2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種改善電力系統(tǒng)三相功率不平衡的補償裝置，其特征在于，所述控制電路的微處理器采用32位處理器。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種改善電力系統(tǒng)三相功率不平衡的補償裝置，其特征在于，所述微處理器為型號為TMS320F28335的微處理器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種改善電力系統(tǒng)三相功率不平衡的補償裝置，其特征在于，所述控制電路輸出控制信號到補償電路中的直接數(shù)字控制器，直接數(shù)字控制器控制輸出各相需補償?shù)碾娏鳌?br> 5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種改善電力系統(tǒng)三相功率不平衡的補償裝置，其特征在于，所述直接數(shù)字控制器通過型號為SA828的芯片實現(xiàn)控制。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種改善電力系統(tǒng)三相功率不平衡的補償裝置，其特征在于，所述變流器的輸出端通過功率開關(guān)管與所述負(fù)載相連，所述控制電路控制所述功率開關(guān)管的功率輸出。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種改善電力系統(tǒng)三相功率不平衡的補償裝置，其特征在于，所述采樣電路包括三路采樣子電路，所述三路采樣子電路的一端分別與負(fù)載的三相中的一相相連，另一端均與控制電路相連。
【文檔編號】H02J3/26GK103956757SQ201410186688
【公開日】2014年7月30日 申請日期:2014年5月5日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月5日
【發(fā)明者】李署明, 黃祖發(fā) 申請人:廣東志成冠軍集團(tuán)有限公司