一種諧波電流補(bǔ)償器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及諧波補(bǔ)償領(lǐng)域，尤其是設(shè)及一種配電網(wǎng)不對稱工業(yè)負(fù)荷的諧波電流補(bǔ) 償器。
【背景技術(shù)】
[0002] 單個(gè)工業(yè)負(fù)荷產(chǎn)生的諧波電流非常小;但是，多個(gè)工業(yè)負(fù)荷的總諧波電流是不可 忽略的。如果工業(yè)負(fù)荷的數(shù)量增加時(shí)，電力系統(tǒng)中的諧波污染會更加嚴(yán)重。因此，抑制由單 相工業(yè)負(fù)荷產(chǎn)生的諧波電流是非常重要的。最近幾年，由于可再生能源利用技術(shù)領(lǐng)域的進(jìn) 步，使用諧波補(bǔ)償變流器進(jìn)行諧波補(bǔ)償已經(jīng)成為大家感興趣的領(lǐng)域。此外，一些論文討論了 諧波補(bǔ)償變流器，例如住宅光伏(PV)系統(tǒng)。如果住宅光伏系統(tǒng)可W補(bǔ)償因住宅負(fù)荷產(chǎn)生的 諧波電流，光伏系統(tǒng)將顯著改善電能質(zhì)量。
[0003] 傳統(tǒng)的諧波補(bǔ)償變流器不對稱接入電網(wǎng)存在使電網(wǎng)中=次諧波電流增大的風(fēng)險(xiǎn)。
[0004] 圖1中每一個(gè)工業(yè)整流負(fù)荷都用含平滑直流電容器的全橋整流二極管代替，諧波 補(bǔ)償變流器用一個(gè)包含單相全橋逆變器和直流電容單元代替。結(jié)合圖1可W得到圖2-圖4所 示的=相=線制系統(tǒng)中=次諧波電流流向圖，圖中每一相的工業(yè)整流負(fù)載由諧波電流源表 示，則該系統(tǒng)的線電流為，
(1)
[0006] 式中O為基波角頻率，下標(biāo)數(shù)值表示諧波次數(shù)。
[0007] -般而言，=次諧波電流為零序電流，其相角幾乎為零，因此，電網(wǎng)接入對稱負(fù)載 時(shí)可W得到，
[000引 Iab3 = Ibc3 = Ica3
[0009] 目 ab3 = 0bc3 = 0ca3 (2)
[0010] 由式（1)-(2)可知，對稱負(fù)荷下，S次諧波電流僅在由負(fù)荷組成的S角形環(huán)內(nèi)流 動，其環(huán)路如圖2中箭頭所示，即對稱S相S線制系統(tǒng)中S次諧波電流可W自然抑制。
[0011] Sl:圖3所示為傳統(tǒng)諧波補(bǔ)償方式下=次諧波電流回路，圖中諧波補(bǔ)償變流器接入 線a-b間。由于諧波補(bǔ)償變流器可當(dāng)作常規(guī)有源濾波器，其可按圖3中虛線箭頭吸收iLab3。因 此，諧波補(bǔ)償變流器電流為，
[0012] il3 = iLab3 = lLab3COs(3 O t+0Lab3) (3) (4)
[OOU]由此，iab3 = 0,式（I)中線電流為，
[0015]對稱負(fù)載下，根據(jù)式(2)，上式可W化為，
城
[0017] 由式(5)可知，諧波補(bǔ)償變流器不對稱接入將導(dǎo)致電網(wǎng)部分相的=次諧波電流增 加。
[0018] 當(dāng)電網(wǎng)負(fù)載不對稱時(shí)，isc3中含有S次諧波電流分量，然而由于該分量為isa3與isc3 之差，其大小相較于isa3和isb3較小。
[0019] S2:圖4所示為諧波補(bǔ)償變流器接入線a-b和b-c間時(shí)S次諧波電流流動回路，電流 iLab3和iLbc3按照圖4中虛線所示環(huán)路分別被兩臺諧波補(bǔ)償變流器吸收。則此時(shí)電網(wǎng)線電流 為，
減
[0021] 此時(shí)，在不考慮負(fù)載的情況下isb3 = 0,然而，與Sl節(jié)類似，采用兩相補(bǔ)償時(shí)電網(wǎng)部 分相的=次諧波電流同樣被加大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0022] 本發(fā)明主要是解決現(xiàn)有技術(shù)所存在的諧波補(bǔ)償變流器不對稱接入電網(wǎng)會使電網(wǎng) 中=次諧波電流增大的技術(shù)問題，提供一種在不對稱接入情況下可W平衡=次諧波電流的 諧波電流補(bǔ)償器。
[0023] 本發(fā)明針對上述技術(shù)問題主要是通過下述技術(shù)方案得W解決的：一種諧波電流補(bǔ) 償器，包括測量單元、鎖相環(huán)、=次諧波基準(zhǔn)電流產(chǎn)生器、=次W上諧波電流檢測器、第一加 法器、直流電壓控制單元W及諧波電流產(chǎn)生單元，所述測量單元的輸入端作為諧波電流補(bǔ) 償器的輸入端，鎖相環(huán)的輸入端連接測量單元，鎖相環(huán)的輸出端連接=次諧波基準(zhǔn)電流產(chǎn) 生器和=次W上諧波電流檢測器;所述=次諧波基準(zhǔn)電流產(chǎn)生器的輸入端和=次W上諧波 電流檢測器的輸入端都連接到測量單元，所述=次諧波基準(zhǔn)電流產(chǎn)生器的輸出端和=次W 上諧波電流檢測器的輸出端分別連接到第一加法器的兩個(gè)輸入端，第一加法器的輸出端通 過直流電壓控制單元連接諧波電流產(chǎn)生單元，諧波電流產(chǎn)生單元的輸出端作為諧波電流補(bǔ) 償器的輸出端，所述諧波電流補(bǔ)償器跨接在S相電網(wǎng)的a相和b相之間。
[0024] 測量單元檢測電路中各個(gè)參數(shù)，鎖相環(huán)獲得相位信號傳遞給=次諧波基準(zhǔn)電流產(chǎn) 生器和=次W上諧波電流檢測器，=次諧波基準(zhǔn)電流產(chǎn)生器產(chǎn)生=次諧波的基準(zhǔn)電流，= 次W上諧波電流檢測器產(chǎn)生除=次諧波W外的諧波基準(zhǔn)電流，加法器將=次諧波的基準(zhǔn)電 流和=次諧波W外的諧波基準(zhǔn)電流相加，輸入到直流電壓控制單元，直流電壓控制電源產(chǎn) 生相應(yīng)的電壓，控制諧波電流產(chǎn)生電源產(chǎn)生諧波補(bǔ)償電流，輸入到電網(wǎng)中。
[0025] 作為優(yōu)選，所述=次W上諧波電流檢測器包括第一延遲元件、第二延遲元件、第一 d-q轉(zhuǎn)換器、第二d-q轉(zhuǎn)換器、第一低通濾波器、第二低通濾波器、第S低通濾波器、第四低通 濾波器、第一反相器、第二反相器、第二加法器和第=加法器，測量單元通過V ' ab信號連接鎖 相環(huán)的輸入端，鎖相環(huán)輸出《 t信號到第一d-q轉(zhuǎn)換器和第一反相器，鎖相環(huán)輸出3 CO t信號 到第二d-q轉(zhuǎn)換器、第二反相器和=次諧波基準(zhǔn)電流產(chǎn)生器，；第一 d-q轉(zhuǎn)換器的第一輸入端 連接測量單元的iLab信號端，第二輸入端通過第一延遲元件連接第一輸入端連接測量單元 的iLab信號端;第一 d-q轉(zhuǎn)換器的第一輸出端通過第一低通濾波器連接第一反相器的第一輸 入端，第一 d-q轉(zhuǎn)換器的第二輸出端通過第二低通濾波器連接第一反相器的第二輸入端;第 二d-q轉(zhuǎn)換器的第一輸入端連接測量單元的iLab信號端，第二輸入端通過第二延遲元件連接 第一輸入端連接測量單元的iLab信號端;第二d-q轉(zhuǎn)換器的第一輸出端通過第S低通濾波器 連接第二反相器的第一輸入端，第一 d-q轉(zhuǎn)換器的第二輸出端通過第四低通濾波器連接第 二反相器的第二輸入端;第一反相器的輸出端和第二反相器的輸出端分別連接第二加法器 的兩個(gè)輸入端，第二加法器的輸出端連接第=加法器的第一輸入端，第=加法器的第二輸 入端連接測量單元的iLab信號端，第=加法器的輸出端連接第一加法器的第一輸入端。
[0026] 作為優(yōu)選，所述S次諧波基準(zhǔn)電流產(chǎn)生器包括第四加法器、第S延遲單元、第Sd-q轉(zhuǎn)換器、第五低通濾波器、第六低通濾波器和第=反相器;所述第四加法器的第一輸入端 連接測量單元的isb信號端，第二輸入端連接測量單元的ii信號端;第Sd-q轉(zhuǎn)換器的第一輸 入端連接第四加法器的輸出端，第二輸入端通過第=延遲元件連接第四加法器的輸出端； 第=d-q轉(zhuǎn)換器的第一輸出端通過第五低通濾波器連接第=反相器的第一輸入端，第=d-q 轉(zhuǎn)換器的第二輸出端通過第六低通濾波器連接第=反相器的第二輸入端;第=反相器的輸 出端連接第一加法器的第二輸入端;第=d-q轉(zhuǎn)換器和第=反相器都連接到鎖相環(huán)的3 CO t 信號端。
[0027] 作為優(yōu)選，所述直流電壓控制單元包括第五加法器、第六加法器、第屯加法器、第 八加法器、增益模塊、積分模塊和乘法器，所述第一加法器的輸出端連接第五加法器的第一 輸入端，乘法器的輸出端連接第五加法器的第二輸入端，第五加法器的輸出端連接第六加 法器的第一輸入端，第六加法器的第二輸入端連接測量單元的ii信號端，第六加法器的輸 出端通過增益模塊連接第屯加法器的第一輸入端，第屯加法器的第二輸入端連接測量單元 的Vs信號端，第屯加法器的輸出端連接諧波電流產(chǎn)生單元;第八加法器的第一輸入端和第 二輸入端分別連接測量單元的/d。信號端和Vd。信號端，輸出端通過積分模塊連接乘法器的 第一輸入端，乘法器的第二輸入端連接測量單元的Sincot信號端。
[0028] 作為優(yōu)選，=次諧波基準(zhǔn)電流產(chǎn)生器輸出到第一加法器的=次諧波電流基準(zhǔn)i^3 為：
[0029] 4 二《?心,63 -
[0030] =次W上諧波電流檢測器輸出到第一加法器的除=次諧波電流的諧波電流基準(zhǔn) i*l 功： 、肌W kh - h地-hah\ _ h(!h3 _ iLabS今心I的午^曲9今…；
[00創(chuàng) iLab3為a相和b相之間的流過負(fù)載的立次諧波電流，iLbc3為b相和C相之間的流過負(fù) 載的S次諧波電流，iLab為a相和b相之間的負(fù)載電流；iLabS為a相和b相之間的五次負(fù)載電 流，iLab7為a相和b相之間的屯次負(fù)載電流，iLab9為a相和b相之間的九次負(fù)載電流。
[0033] 本發(fā)明帶來的實(shí)質(zhì)性效果是，可W降低額定功