CN113471973A - 线路谐波控制*** - Google Patents
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Abstract
本发明提出一种线路谐波控制***，该***包括：有源滤波组件、非线性设备和电源，其中，有源滤波组件及非线性设备之间均通过电网电路顺次连接，有源滤波组件根据电网电路中的电流，产生相应的抵消谐波电流，以对电网电路中的谐波进行抵消消除。本发明能够通过抑制和滤波的手段对谐波进行有效治理，对于在可抑制范围内的谐波，采用抑制的手段，对谐波进行抑制，当***中的谐波含量达到一定的量，用抑制已无法解决问题时，采用滤波的手段，对大含量的谐波进行消除，以保证***中的谐波含量低于国标限额，同时保证***稳定运行。
Description
技术领域
本发明涉及新能源并网***稳定分析技术领域，特别涉及一种线路谐波控制***。
背景技术
近年来，由于配电网谐波问题，并补电容器经常跳闸而不能投运甚至发生***，微机保护装置也因出现误动甚至拒动而引发事故。如湖南涟源钢铁1998年7月因5次谐波超标，导致豹南山220kV变电站停电16小时，造成经济损失达2400万元；2001年至2002年，广东中金岭南股份有限公司韶关冶炼厂因2次、5次谐波严重超标，多次发生高压开关柜误动作，并且引起电机、变压器损坏，造成经济损失达2700万元；2006年3月，南京电网由于谐波引发电网启用自动保护动作，城南、城中出现大面积断电现象，造成严重的社会影响。由此可见，无功不足与谐波超标不但造成了大量的能源浪费，同时还严重威胁着电网的安全稳定运行。
谐波的主要危害包括：
1.增加电力设施负荷，降低***功率因数，降低发电、输电及用电设备的有效容量和效率，造成设备浪费、线路浪费和电能损失；
2.引起无功补偿电容器谐振和谐波电流放大，导致电容器组因过电流或过电压而损坏或无法投入运行；
3.产生脉动转矩致使电动机振动，影响产品质量和电机寿命；
4.由于涡流和集肤效应，使电机、变压器、输电线路等产生附加功率损耗而过热，浪费电能并加速绝缘老化；
5.谐波电压以正比于其峰值电压的形式增强了绝缘介质的电场强度，降低设备使用寿命；
6.零序(3的倍数次)谐波电流会导致三相四线***的中线过载，并在三角形接法的变压器绕组内产生环流，使绕组电流超过额定值，严重时甚至引发事故；
7.谐波会改变保护继电器的动作特性，引起继电保护设施的误动作，造成继电保护等自动装置工作紊乱；
8.谐波变改变了电压或电流的变化率和峰值，延缓电弧熄灭，影响断路器的分断容量；
9.使计量仪表特别是感应式电能表产生计量误差；
10.干扰邻近的电力电子设备、工业控制设备和通讯设备，影响设备的正常运行。
单一独立节点节能设备之间相互影响，一旦局部调节过度或不足会造成临近线路的故障，形成“要害区域”。例如：某节点应用静止无功补偿器SVC来提高功率因数，减小电能的损耗；同时应用谐波抑制装置来降低该节点谐波含量，减小谐波损耗；但没考虑到SVC本身产生的谐波的特点以及对谐波抑制装置的影响，引起设备之间以及设备与电网之间发生谐振，进而造成临近线路的故障，形成“要害区域”。
通常特定的用电设备会产生极强的高次谐波污染，从而降低了电能质量、增加线路和用电设备的损耗，并且还影响到电网上其他设备的正常工作。
在电力***中，可产生谐波电流的非线性元件主要有变压器、可控硅元件以及变电站的电容器组、电抗器等，这些谐波电流可以从低压侧馈入高压***，当电容器的设计参数选择不当时，会使谐波放大，甚至发生谐振。
随着科学技术的发展，随着工业生产水平和人民生活水平的提高，非线性用电设备在电网中大量投运，造成了电网的谐波分量占的比重越来越大。谐波情况下，由于集肤效应和涡流效应，线路电阻以及变压器电阻增大，引起的附加电能损耗相当可观，因此，需对线路和变压器的谐波损耗进行分析研究。因此，需要有效的手段对非线性用电设备产生的谐波必须进行治理，使谐波分量不超过国家标准。
发明内容
本发明旨在至少解决上述技术问题之一。
为此，本发明的目的在于提出一种线路谐波控制***，该***线路谐波控制***能够通过抑制和滤波的手段对谐波进行有效治理，对于在可抑制范围内的谐波，采用抑制的手段，对谐波进行抑制，当***中的谐波含量达到一定的量，用抑制已无法解决问题时，采用滤波的手段，对大含量的谐波进行消除，以保证***中的谐波含量低于国标限额，同时保证***稳定运行。
为了实现上述目的，本发明的实施例提出了一种线路谐波控制***，包括：有源滤波组件、非线性设备和电源，其中，有源滤波组件及非线性设备之间均通过电网电路顺次连接，有源滤波组件根据电网电路中的电流，产生相应的抵消谐波电流，以对电网电路中的谐波进行抵消消除。
另外，根据本发明上述实施例的线路谐波控制***还可以具有如下附加的技术特征：
在一些示例中，所述有源滤波组件包括：谐波分析结构，所述谐波分析结构串接在电源与非线性设备之间的电网电路中，用于分析电网电路的电流；补偿结构，所述补偿结构分别与谐波分析结构和电网电路连接，用于产生相应的抵消谐波电流。
在一些示例中，所述有源滤波组件为有源电力滤波器APF，和/或者电感电容滤波器，和/或复式滤波器，和/或LC-π型滤渡器。
在一些示例中，所述补偿结构为模拟电路，所述补偿结构根据电网电路中产生谐波的频率、幅度与相位，生成与该谐波的频率相同、幅值相等、相位相反的抵消谐波电流，并将生成的抵消谐波电流送回到电网电路中，从而与电网电路中的原谐波叠加从而消除谐波。
在一些示例中，所述有源滤波组件还包括：信号转换结构，所述信号转换结构串接在电源与非线性设备之间的电网电路中，并与谐波分析结构连接，用于将电源电路中的电流转换为电流信号，并将该电流信号输入至谐波分析结构便于进行分析处理。
在一些示例中，所述有源滤波组件还包括：控制结构，所述控制结构设置在谐波分析结构与补偿结构之间，所述控制结构由模拟数字转换采样电路、数字信号处理运算电路、补偿电流生成控制电路组成，用于接收谐波分析结构的分析结果，并由数字信号处理运算电路进行谐波指令运算，由补偿结构实现补偿电流生成控制。
在一些示例中，所述补偿结构为电压补偿装置，其采用PI调节器，输出直流形式的负序预设谐波次数的谐波补偿电压，或者，输出直流形式的正序预设谐波次数的次谐波补偿电压，其中，所述预设谐波次数包括5次谐波、7次谐波、11次谐波、13次谐波和开关频率附近的高次谐波中的一种或几种。
在一些示例中，还包括：无源滤波组件，所述无源滤波组件并联在有源滤波组件与电源之间的电网电路中，所述无源滤波组件包括三次单调谐无源滤波器、五次单调谐无源滤波器与七次单调谐无源滤波器，三次单调谐无源滤波器、五次单调谐无源滤波器与七次单调谐无源滤波器均并联。
在一些示例中，所述无源滤波组件用于消除主要的三次、五次和七次谐波，之后对于剩余的谐波，使用有源滤波组件进行消除。
在一些示例中，还包括：谐波采集模块，用于采集电网电路中的谐波含量；报警模块，用于当所述谐波含量异常时，发出报警信息；监测模块，用于根据采集的谐波含量，计算电压谐波畸变率。
根据本发明实施例的线路谐波控制***，能够通过抑制和滤波的手段对谐波进行有效治理，对于在可抑制范围内的谐波，采用抑制的手段，对谐波进行抑制，当***中的谐波含量达到一定的量，用抑制已无法解决问题时，采用滤波的手段，对大含量的谐波进行消除，以保证***中的谐波含量低于国标限额，同时保证***稳定运行；该线路谐波控制***同时具有如下有益效果：
1、可以节能降耗，降低耗损，降低路线温度、线损、铜损等，减少线路安全隐患；
2、可以消除逆电流，高次谐波，改善用电品质；
3、可以克服以往故障重合闸、倒闸操作引起的短暂供电中断，而且可以消除电压聚降、谐波、不平衡的影响，为各种高科技设备的正常运行提供可靠优质的电力保障；
4、可以提高节电效率，减小谐波污染，提高功率因数，降低线损；
5、通过复式滤波器，或者LC滤波器，或者LC-π型滤渡器可以抑制零线上的谐波分量，特别是3次谐波分量，防止***零序保护动作，***相电流的峰值有一定程度上的减小，防止电流速断保护的误动作，有利于电网和***的安全稳定运行，大大改善开关电源因数，减小了总谐波畸变率；
6、采用带阻滤波器，带阻滤波器中的低通滤波器可避免磁饱和产生非线性的谐波干扰信号，以确保通信质量；
7、可取得如下谐波治理经济效益：节能5％～8％；降容减少变压器、断路器、电缆投资，从而提高生产率和保持连续供电。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1是根据本发明一个实施例的线路谐波控制***的结构示意图；
图2是根据本发明一个具体实施例的谐波动态抑制补偿流程示意图；
图3是根据本发明一个具体实施例的线路谐波控制***的原理示意图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
以下结合附图描述根据本发明实施例的线路谐波控制***。
图1是根据本发明一个实施例的线路谐波控制***的结构示意图。如图1所示，该线路谐波控制***，包括：有源滤波组件3、非线性设备2和电源1。
具体的，有源滤波组件3及非线性设备2之间均通过电网电路顺次连接，有源滤波组件3根据电网电路中的电流，产生相应的抵消谐波电流，以对电网电路中的谐波进行抵消消除。也即是说，通过在电源1和非线性设备2之间的电网电路中串接有源滤波组件3，有源滤波组件3根据电网电路中的电流，产生相应的抵消谐波电流，从而对电网电路中的谐波进行抵消消除，从而消除谐波污染。从而，该线路谐波控制***可消除非线性设备2产生的谐波。
在本发明的一个实施例中，如图1所示，有源滤波组件3包括：谐波分析结构32和补偿结构34。
谐波分析结构32串接在电源1与非线性设备2之间的电网电路中，用于分析电网电路的电流；补偿结构34分别与谐波分析结构32和电网电路连接，用于产生相应的抵消谐波电流。
在一些实施例中，有源滤波组件3可以为有源电力滤波器(Active Power Filter，APF)，和/或者电感电容滤波器，和/或复式滤波器，和/或LC-π型滤渡器。
具体的，有源电力滤波器APF是一种用于动态抑制谐波、补偿无功的新型电力电子装置，它能够对大小和频率都变化的谐波以及变化的无功进行补偿。有源滤波器之所以称为有源，顾名思义该装置需要提供电源(用以补偿主电路的谐波)，其应用可克服LC滤波器等传统的谐波抑制和无功补偿方法的缺点(传统的只能固定补偿)，实现了动态跟踪补偿，而且可以既补谐波又补无功。APF有并联型和串联型两种，前者用的多；并联有源滤波器主要是治理电流谐波，串联有源滤波器主要是治理电压谐波等引起的问题。
也即，采用有源滤波器APF抑制谐波，利用基于瞬时无功理论的ip-iq检测法来检测谐波，不仅适用于三相对称、不对称公用电网，而且可以减少电网电压畸变。通过有源滤波器APF对直流侧谐波进行补偿，从而减少了直流侧谐波经整流器在***侧产生的间谐波。在具体实施例中，谐波滤波器APF可采用北京先导倍尔变流技术有限公司生产的APF，型号是XDAPF3L-380/100，每相电流100A，实现谐波电流的滤波。
也可以通过复式滤波器，和/或者LC滤波器，和/或者LC-π型滤渡器可以抑制零线上的谐波分量，特别是3次谐波分量，防止***零序保护动作，***相电流的峰值有一定程度上的减小，防止电流速断保护的误动作，有利于电网和***的安全稳定运行，大大改善开关电源因数，减小了总谐波畸变率。
在本发明的一个实施例中，滤波器的目的在于通过特定频带的信号，衰减此频带以外的所有信号，依其功能可分低通滤波器(Low Pass Filter)、高通滤波器(High PassFilter)、带通滤波器(Band Pass Filter)及带阻滤波器(Band Rejection Filter)等四种。在该实施例中，采用带阻滤波器来消除谐波，该带阻滤波器内部包含一高通滤波器和一低通滤波器。
在本发明的一个实施例中，由于电网中有大量整流、变流、变频装置等谐波源，其产生的高次谐波会严重危害主变及***中其它电器设备的安全运行，因此，采用滤波电抗器来消除电路中的谐波。该滤波电抗器可以与滤波电容器相串联，调谐至某一谐振频率，用来吸收电网中相应频率的谐波电流，从而减小杂波对电路的损害。
也即，本发明的实施例采用上述的有源电力滤波装置来消除谐波和降低线损。有源电力滤波装置是一种用于动态抑制谐波、补偿无功的电网智能装置，通过采样负载电流并进行各次谐波和无功的分离，控制并主动输出电流的大小、频率和相位，并且快速响应，抵销负载中相应电流，实现了动态跟踪补偿，而且可以既补谐波又补无功和不平衡。
在本发明的一个实施例中，谐波分析结构32为监测仪表。谐波分析结构32采用在线监测的方法，以监测仪表为核心，用安装了管理软件的电脑作为主站，通过对电网电路中电流的监测数据采集后进行分析处理，从而获取电网电路中产生谐波的频率、幅度与相角等参数。作为可变换的实施方式，谐波监测分为非在线监测和在线监测两种方法，非在线监测方法采用便携式测试仪，不定期对所关注的疑似谐波源进行测试。在线监测方法一般以监测仪表为核心，用安装了管理软件的电脑作为主站，通过有线(RS232/485)和网络(RJ45)将监测数据采集后进行分析处理，以图表的方式输出，供相关技术人员进行分析和利用。监测的内容包括：1、总谐波电压含量及畸变率2-50次谐波电压分量及含有率。2、总谐波电流含量及畸变率2--50次谐波电流分量及含有率。3、谐波电压畸变合格时及合格率、畸变最大值及其出现的时间。4、谐波电流畸变合格时及合格率、畸变最大值及其出现的时间。
在本发明的一个实施例中，补偿结构34为模拟电路，补偿结构34根据电网电路中产生谐波的频率、幅度与相位等参数，生成与该谐波的频率相同、幅值相等、相位相反的抵消谐波电流，并将生成的抵消谐波电流送回到电网电路中，从而与电网电路中的原谐波叠加从而消除谐波。
在本发明的一个实施例中，如图1所示，有源滤波组件3还包括信号转换结构31。
信号转换结构31串接在电源1与非线性设备2之间的电网电路中，并与谐波分析结构32连接，用于将电源1电路中的电流转换为电流信号，并将该电流信号输入至谐波分析结构32便于进行分析处理。具体的，信号转换结构31目的在于将电源1电路中的电流转换为电流信号，并将该电流信号输入至谐波分析结构32便于进行分析处理。信号转换结构31可采用电流互感器(Potential Transformer，PT)。在可变换的实施方式中，电流互感器PT可被替换为电压互感器(Voltage Transformer，VT)。
在本发明的一个实施例中，如图1所示，有源滤波组件3还包括控制结构33。
控制结构33设置在谐波分析结构32与补偿结构34之间，控制结构33由模拟数字转换采样电路、数字信号处理运算电路、补偿电流生成控制电路组成，用于接收谐波分析结构32的分析结果，并由数字信号处理运算电路进行谐波指令运算，由补偿结构34实现补偿电流生成控制。
具体的，控制结构33可为DSP(Digital Signal Processor，数字信号处理器)。控制结构33是以DSP为核心的数模混合控制***，由A/D(Analog to Digital，模拟数字转换)采样及DSP运算电路、补偿电流生成控制电路等组成，其接收谐波分析结构32的分析结果，并由DSP数字控制电路实现谐波指令运算，由模拟电路实现补偿电流生成控制。在可变换的实施方式中，DSP处理器可被可编程逻辑控制器PLC或CPLD处理器替代。
在本发明的另一个实施例中，补偿结构34可为电压补偿装置，其采用PI调节器，输出直流形式的负序预设谐波次数的谐波补偿电压，或者，输出直流形式的正序预设谐波次数的次谐波补偿电压，其中，预设谐波次数包括5次谐波、7次谐波、11次谐波、13次谐波和开关频率附近的高次谐波中的一种或几种。换言之，即补偿结构34被替换为电压补偿装置，其采用PI调节器，输出直流形式的负序5次谐波补偿电压，或者，输出直流形式的正序7次谐波补偿电压等。更为具体的，谐波次数包括5次谐波、7次谐波、11次谐波、13次谐波和开关频率附近的高次谐波中的一种或几种。
综上，在具体实施例中，有源滤波器可包括依次串接的电流互感器、谐波分析结构32、控制结构33和补偿结构34，电流互感器串接在电源1和非线性设备2之间的电网电路中，电网电路上的电流穿过电流互感器后产生电流信号，电流信号传送到谐波分析结构32，谐波分析结构32分析得到电网谐波电流的频率、幅值、相位，并传送到控制结构33，控制结构33得出补偿谐波所需的控制指令，并将该控制指令传送到补偿结构34，补偿结构34利用控制指令生成与电网谐波电流的频率相同、幅值相等、相位相反的抵消谐波电流，并将生成的抵消谐波电流送回到电网电路中，从而与电网电路中的原谐波电流叠加消除谐波。
在本发明的一个实施例中，该线路谐波控制***还包括：无源滤波(Passivefilter)组件4。
无源滤波组件4并联在有源滤波组件3与电源1之间的电网电路中，无源滤波组件4包括三次单调谐无源滤波器41、五次单调谐无源滤波器42与七次单调谐无源滤波器43，三次单调谐无源滤波器41、五次单调谐无源滤波器42与七次单调谐无源滤波器43均并联。
具体的，无源滤波器，又称LC滤波器，是利用电感、电容和电阻的组合设计构成的滤波电路，可滤除某一次或多次谐波，最普通易于采用的无源滤波器结构是将电感与电容串联，可对主要次谐波(3、5、7)构成低阻抗旁路。在可变换的实施方式中，上述各个单调谐滤波器可以分别被双调谐滤波器替代。在可变换的实施方式中，上述各个单调谐滤波器可以被影像参数滤波器替代。这种是以影像参数理论为基础设计实现的滤波器。这种滤波器是由若干个基本节(或半节)按联接处影像阻抗相等的原则级联组成的。
综上，在具体实施例中，在电源1和电流互感器之间的电网电路中并联接入无源滤波器，无源滤波器包括并联接入电网电路中的三次单调谐无源滤波器41、五次单调谐无源滤波器42和七次单调谐无源滤波器43，三次单调谐无源滤波器41、五次单调谐无源滤波器42和七次单调谐无源滤波器43都由电容和电感串接构成。
具体的，无源滤波组件4用于消除主要的三次、五次和七次谐波，之后对于剩余的谐波，使用有源滤波组件3进行消除，由于谐波主要是三次、五次和七次谐波，因此，在使用无源滤波组件4消除此固定次谐波的基础上，对于其他谐波能够使用有源滤波组件3进行更好消除，从而达到全面消除电力***谐波、保证电力***安全稳定运行的目的。
在本发明的一个实施例中，采用上述电感电容滤波装置来滤除谐波，该电感电容滤波装置可以采用三相电感电容滤波装置通过串联的电感电容来抑制谐波，以减小谐波对公用电网的危害。
在本发明的一个实施例中，该线路谐波控制***还包括：谐波采集模块、报警模块和监测模块。
谐波采集模块用于采集电网电路中的谐波含量；报警模块用于当谐波含量异常时，发出报警信息；监测模块用于根据采集的谐波含量，计算电压谐波畸变率。
在具体实施例中，谐波采集模块例如为谐波采集电路，即设置谐波采集电路，当该谐波采集电路采集到的谐波含量异常时，报警模块自动发出告警信息。谐波采集电路经过两电阻采集后由运放进行分析计算。运放与CPU相连，将所得到的数据实时传送给CPU。如果采集到的谐波含量大于预定值，程序就会自动发送告警信息，告警信息为：“谐波严重超标影响计量”。
从而，在在本发明的一个实施例中，实现谐波电流的滤波治理的方法之一包括：在检测点检测谐波电流；通过谐波滤波器APF产生出与该谐波电流方向反向、幅值相同的电流；通过电感注入该检测点，与该谐波电流相抵消，从而消除谐波电流。
上述的电压谐波畸变率表示电压波形畸变的程度；电压谐波畸变率为各次谐波电压的均方根值与基波电压有效值之比的百分数来表示：
式中：α——电压谐波畸变率；un(n＝2，3，...)表示n次谐波电压有效值，u1为基波电压有效值。
在本发明的一个实施例中，该线路谐波控制***还进一步包括：滤波器和隔离变压器，用来调节并网点的电压、电流、谐波、频率使之符合国家电网对并网质量的要求。
在本发明的一个实施例中，在谐波监测的基础上，还对谐波进行动态抑制。在大多数场合，谐波的干扰不是一个固定数值，它是要随着外部环境变化而变化。例如，增加了变频调速机组、增开一台设备或许是第5次谐波放大、增开另一台设备造成第7次谐波放大，这样的工作状况变化会造成谐波放大数值的不确定性。还有，即使当设备不增加时，由于负荷的变化会对功率因数的调整变化也会造成谐波放大的数值变化。可能当功率因数为0.75时，是第9次谐波最大，而当功率因数提高为0.9时又是第13次谐波最大。以上的事实表明，对谐波较大的场合，需要有动态抑制谐波放大的设备。为了防止设备遭受谐波影响而损坏，采用傅立叶变换程序分析出总谐波和各次(0～63次)谐波含量，完成动态抑制，保证电容器不致因谐波过高而损坏。这个谐波动态抑制补偿软件的分析程序如例图2所示，具体概述为：电压、电流采样→FFT运算→谐波总量＞50％→谐波幅值排序，找出最大谐波电流值Iha→Iha＞设定值？→按2n编码原则启动抑制谐波电流的Iha的电抗器→投入电容→电压、电流采样，如果谐波总量＞50％→投入电容，如果Iha＞设定值？→投入电容。
在具体实施例中，该线路谐波控制***还包括电力***谐波消除器。该谐波消除器由硅钢片所堆叠制作，谐波消除器具有三相输入、三相输出，在电压输入该谐波消除器的各相的一次侧后，能由该谐波消除器的各相的二次侧都分别形成有将电压升高及降低3％～9％的调整输出端。
在具体实施例中，该线路谐波控制***还包括电网谐波滤波器。如图3所示，该电网谐波滤波器包括谐波采样电路、谐波分析电路、抑制电流生成电路和驱动电路。
电网谐波经谐波采样电路被实时采集后，被送谐波分析电路进行谐波分析，再经过抑制电流生成电路生成谐波抑制电流，送给驱动电路对谐波抑制电流进行放大驱动后馈送电网，对电网进行无功率补偿，抑制电网谐波。
本发明实施例将电网谐波滤波器和无源电网谐波滤波器串联使用，无源电网谐波滤波器负责消除固定频率的电网背景谐波，而有源电网谐波滤波器负责消除其他频率的电网背景谐波，既能降低滤波成本，又可以实现较好的滤波效果。
电网谐波滤波器的驱动电路采用PWM(Pulse width modulation，脉冲宽度调制)控制器。脉宽调制是指用微处理器的数字输出来对模拟电路进行控制，是一种对模拟信号电平进行数字编码的方法。以数字方式控制模拟电路，可以大幅度降低***的成本和功耗。
综上，根据本发明实施例的线路谐波控制***，能够通过抑制和滤波的手段对谐波进行有效治理，对于在可抑制范围内的谐波，采用抑制的手段，对谐波进行抑制，当***中的谐波含量达到一定的量，用抑制已无法解决问题时，采用滤波的手段，对大含量的谐波进行消除，以保证***中的谐波含量低于国标限额，同时保证***稳定运行；该线路谐波控制***同时具有如下有益效果：
1、可以节能降耗，降低耗损，降低路线温度、线损、铜损等，减少线路安全隐患；
2、可以消除逆电流，高次谐波，改善用电品质；
3、可以克服以往故障重合闸、倒闸操作引起的短暂供电中断，而且可以消除电压聚降、谐波、不平衡的影响，为各种高科技设备的正常运行提供可靠优质的电力保障；
4、可以提高节电效率，减小谐波污染，提高功率因数，降低线损；
5、通过复式滤波器，或者LC滤波器，或者LC-π型滤渡器可以抑制零线上的谐波分量，特别是3次谐波分量，防止***零序保护动作，***相电流的峰值有一定程度上的减小，防止电流速断保护的误动作，有利于电网和***的安全稳定运行，大大改善开关电源因数，减小了总谐波畸变率；
6、采用带阻滤波器，带阻滤波器中的低通滤波器可避免磁饱和产生非线性的谐波干扰信号，以确保通信质量；
7、可取得如下谐波治理经济效益：节能5％～8％；降容减少变压器、断路器、电缆投资，从而提高生产率和保持连续供电。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同限定。
Claims (10)
1.一种线路谐波控制***，其特征在于，包括：有源滤波组件、非线性设备和电源，其中，
有源滤波组件及非线性设备之间均通过电网电路顺次连接，有源滤波组件根据电网电路中的电流，产生相应的抵消谐波电流，以对电网电路中的谐波进行抵消消除。
2.根据权利要求1所述的线路谐波控制***，其特征在于，所述有源滤波组件包括：
谐波分析结构，所述谐波分析结构串接在电源与非线性设备之间的电网电路中，用于分析电网电路的电流；
补偿结构，所述补偿结构分别与谐波分析结构和电网电路连接，用于产生相应的抵消谐波电流。
3.根据权利要求1所述的线路谐波控制***，其特征在于，所述有源滤波组件为有源电力滤波器APF，和/或者电感电容滤波器，和/或复式滤波器，和/或LC-π型滤渡器。
4.根据权利要求2所述的线路谐波控制***，其特征在于，所述补偿结构为模拟电路，所述补偿结构根据电网电路中产生谐波的频率、幅度与相位，生成与该谐波的频率相同、幅值相等、相位相反的抵消谐波电流，并将生成的抵消谐波电流送回到电网电路中，从而与电网电路中的原谐波叠加从而消除谐波。
5.根据权利要求2所述的线路谐波控制***，其特征在于，所述有源滤波组件还包括：
信号转换结构，所述信号转换结构串接在电源与非线性设备之间的电网电路中，并与谐波分析结构连接，用于将电源电路中的电流转换为电流信号，并将该电流信号输入至谐波分析结构便于进行分析处理。
6.根据权利要求2所述的线路谐波控制***，其特征在于，所述有源滤波组件还包括：
控制结构，所述控制结构设置在谐波分析结构与补偿结构之间，所述控制结构由模拟数字转换采样电路、数字信号处理运算电路、补偿电流生成控制电路组成，用于接收谐波分析结构的分析结果，并由数字信号处理运算电路进行谐波指令运算，由补偿结构实现补偿电流生成控制。
7.根据权利要求2所述的线路谐波控制***，其特征在于，所述补偿结构为电压补偿装置，其采用PI调节器，输出直流形式的负序预设谐波次数的谐波补偿电压，或者，输出直流形式的正序预设谐波次数的次谐波补偿电压，其中，所述预设谐波次数包括5次谐波、7次谐波、11次谐波、13次谐波和开关频率附近的高次谐波中的一种或几种。
8.根据权利要求1所述的线路谐波控制***，其特征在于，还包括：
无源滤波组件，所述无源滤波组件并联在有源滤波组件与电源之间的电网电路中，所述无源滤波组件包括三次单调谐无源滤波器、五次单调谐无源滤波器与七次单调谐无源滤波器，三次单调谐无源滤波器、五次单调谐无源滤波器与七次单调谐无源滤波器均并联。
9.根据权利要求1所述的线路谐波控制***，其特征在于，所述无源滤波组件用于消除主要的三次、五次和七次谐波，之后对于剩余的谐波，使用有源滤波组件进行消除。
10.根据权利要求1-10任一项所述的线路谐波控制***，其特征在于，还包括：
谐波采集模块，用于采集电网电路中的谐波含量；
报警模块，用于当所述谐波含量异常时，发出报警信息；
监测模块，用于根据采集的谐波含量，计算电压谐波畸变率。
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