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一种优化的电网节能系统

阅读：1025发布：2020-06-23

专利汇可以提供一种优化的电网节能系统专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本实用新型涉及一种优化的电网节能系统，包括电网侧、非线性负载侧、无源滤波器、有源电力滤波器，所述有源电力滤波器通过耦合变压器与无源滤波器连接后，共同并联于负载侧。本实用新型采用混合型有源滤波器进行电网谐波补偿和无功补偿，提高了供电系统的整体供电性能。，下面是一种优化的电网节能系统专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种优化的电网节能系统，包括电网侧、非线性负载侧、无源滤波器、有源电力滤波器，其特征在于：所述有源电力滤波器通过耦合变压器与无源滤波器连接后，共同并联于负载侧；
所述无源滤波器由多组单调谐滤波器并联构成，所述无源滤波器与所述负载侧间连接有电感L0，有源电力滤波器包括第一逆变器和第二逆变器，所述第一逆变器通过由电感L0构成的第一耦合变压器与无源滤波器并联，所述第二逆变器通过位于第二逆变器和无源滤波器间的第二耦合变压器与无源滤波器串联。
2.一种根据权利要求1所述的优化的电网节能系统，其特征在于：所述第一逆变器包括由IGBT和与所述IGBT并联的二极管构成的第一三相六开关、以及位于直流侧的电容C2；所述第二逆变器包括位于交流侧的滤波电感L、与所述滤波电感L连接的且由MOSFET和与其并联的二极管构成的第二三相六开关、以及位于直流侧的电容C1、C2。
3.一种根据权利要求2所述的优化的电网节能系统，其特征在于：所述第一逆变器的直流侧电容C2与所述第二逆变器的直流侧电容C2共享。
4.一种根据权利要求2或3所述的优化的电网节能系统，其特征在于：所述滤波电感L前端还并联有电容C，共同构成LC滤波器。
5.一种根据权利要求1或2或3所述的优化的电网节能系统，其特征在于：所述无源滤波器中的单调谐滤波器个数为两个，所述单调谐滤波器由电容Cf和电感Lf串联构成。

说明书全文

一种优化的电网节能系统

技术领域

[0001] 本实用新型涉及电网系统，尤其涉及一种优化的电网节能系统。

背景技术

[0002] 随着电力电子装置的大量使用，电力系统的谐波和不对称问题日益严重。为了解决该问题，操作者们采取了多种措施，其中一种方式是采用有源电力滤波器替代传统的无源滤波器进行谐波治理。

[0003] 虽然有源电力滤波器可动态抑制谐波和补偿无功功率，对大小和频率都变化的谐波和无功分量进行实时补偿，但单独使用的有源电力滤波器容量小，只能应用在小容量非线性负载场合，在大容量场合应用则不行。且随着电力电子器件对容量要求的增大，有源电力滤波器也须具有较大的装置容量，才能实现大容量的谐波补偿或实现有源补偿功能的多样性，然而，若要有源电力滤波器具有较大的装置容量，这势必使得装置初始投资变大，且大容量的有源电力补偿还将带来大的损耗、打的电磁干扰以及制约APF的动态补偿特定等问题。

[0004] 因此，为了获得较好的滤波特性，又尽可能降低造价，有必要设计出一种优化的电网节能系统。实用新型内容

[0005] 本实用新型的主要目的在于提供一种优化的电网节能系统，该系统将无源与有源滤波混合应用，很好的解决了造价高且滤波特性不好的问题。

[0006] 为达到以上目的，本实用新型采用的技术方案为：一种优化的电网节能系统，包括电网侧、非线性负载侧、无源滤波器、有源电力滤波器，其特征在于：所述有源电力滤波器通过耦合变压器与无源滤波器连接后，共同并联于负载侧。

[0007] 进一步的，所述无源滤波器由多组单调谐滤波器并联构成，所述无源滤波器与所述负载侧间连接有电感L0，有源电力滤波器包括第一逆变器和第二逆变器，所述第一逆变器通过由电感L0构成的第一耦合变压器与无源滤波器并联，所述第二逆变器通过位于第二逆变器和无源滤波器间的第二耦合变压器与无源滤波器串联。

[0008] 进一步的，所述第一逆变器包括由IGBT和与所述IGBT并联的二极管构成的第一三相六开关、位于直流侧的电容C2，所述第二逆变器包括位于交流侧的滤波电感L、与所述滤波电感L连接的且由MOSFET和与其并联的二极管构成的第二三相六开关、以及位于直流侧的电容C1、C2。

[0009] 进一步的，所述第一逆变器的直流侧电容C2与所述第二逆变器的直流侧电容C2共享。

[0010] 进一步的，所述滤波电感L前端还并联有电容C，共同构成LC滤波器。

[0011] 进一步的，所述无源滤波器中的单调谐滤波器个数为两个，所述单调谐滤波器由电容Cf和电感Lf串联构成。

[0012] 本实用新型具有如下有益效果：

[0013] 本实用新型在使用无源滤波器承担大部分谐波和无功补偿的同时，还通过由开关频率较低的IGBT构成的第一逆变器进行无功补偿，提高了供电系统的无功补偿效果；将第二逆变器通过耦合变压器与无源滤波器串联，使得第二逆变器不直接承受电网电压和负载的基波电流，仅起负载电流和电网电压的高次谐波隔离器的作用，用于谐波补偿，能最大限度减少有源滤波器的容量；同时，利用串联的有源滤波器增加高次谐波阻抗但对基波无影响的特性，可改善无源滤波器的滤波效果，防止与电网间发生谐振；而由IGBT构成的第一逆变器与由MOSFET构成的第二逆变器共享直流侧电压，也简化了控制电路，使得有源滤波器工作的电压等级更低；第二逆变器输出侧采用LC滤波器进行滤波，也能消除大部分干扰，从而使得供电系统的整体工作性能更稳定更好。附图说明

[0014] 图1是根据本实用新型的一个优选实施例的优化的电网节能系统的系统图。

具体实施方式

[0015] 以下描述用于揭露本实用新型以使本领域技术人员能够实现本实用新型。以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。

[0016] 如图1示出的一种优化的电网节能系统，包括电网侧、非线性负载侧、无源滤波器、有源电力滤波器，所述有源电力滤波器通过耦合变压器与无源滤波器连接后，共同并联于负载侧。

[0017] 进一步的，所述无源滤波器由多组单调谐滤波器并联构成，所述无源滤波器与所述负载侧间连接有电感L0，有源电力滤波器包括第一逆变器和第二逆变器，所述第一逆变器通过由电感L0构成的第一耦合变压器与无源滤波器并联，所述第二逆变器通过位于第二逆变器和无源滤波器间的第二耦合变压器与无源滤波器串联。

[0018] 进一步的，所述第一逆变器包括由IGBT和与所述IGBT并联的二极管构成的第一三相六开关、位于直流侧的电容C2，所述第二逆变器包括位于交流侧的滤波电感L、与所述滤波电感L连接的且由MOSFET和与其并联的二极管构成的第二三相六开关、以及位于直流侧的电容C1、C2。

[0019] 进一步的，所述第一逆变器的直流侧电容C2与所述第二逆变器的直流侧电容C2共享。

[0020] 进一步的，所述滤波电感L前端还并联有电容C，共同构成LC滤波器。

[0021] 进一步的，所述无源滤波器中的单调谐滤波器个数为两个，所述单调谐滤波器由电容Cf和电感Lf串联构成。

[0022] 该供电系统在使用无源滤波器承担大部分谐波和无功补偿的同时，还能通过由开关频率较低的IGBT构成的第一逆变器进行无功补偿，这提高了供电系统的无功补偿效果；

[0023] 而将第二逆变器通过耦合变压器与无源滤波器串联，使得第二逆变器不直接承受电网电压和负载的基波电流，仅起负载电流和电网电压的高次谐波隔离器的作用，用于谐波补偿，能最大限度减少有源滤波器的容量；

[0024] 同时，利用串联的有源滤波器增加高次谐波阻抗但对基波无影响的特性，可改善无源滤波器的滤波效果，防止与电网间发生谐振；

[0025] 而由IGBT构成的第一逆变器与由MOSFET构成的第二逆变器共享直流侧电压，这也简化了控制电路，使得有源滤波器工作的电压等级更低；

[0026] 且第二逆变器输出侧采用LC滤波器进行滤波，也能消除大部分干扰，以上的结构使得供电系统的整体工作性能更稳定更好。

[0027] 以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型的范围内。本实用新型要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

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