一种有源电力平衡机器人制造技术

本实用新型专利技术提供了一种有源电力平衡机器人及其控制方法，所述装置包括断路器、电容器、变换器、双向晶闸管和电感；电容器采用三角形连接方式(称为固定电容器)，双向晶闸管与电感串联后采用三角形连接方式(称为晶闸管控制电抗器)，变换器采用四桥臂的结构(称为有源电力滤波器)；固定电容器靠近电源，晶闸管控制电抗器靠近非线性负载，有源电力滤波器位于两者之间。与现有技术相比，本实用新型专利技术提供的一种有源电力平衡机器人，具有优越的谐波抑制和无功补偿性能，且结构简单、成本低，由于电容的电流放在有源电力滤波器控制环之外，电网阻抗和电容构成的谐振点对其控制稳定性的影响小，因此系统的可靠性高。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及配电控制领域，具体涉及一种有源电力平衡机器人。
技术介绍
谐波抑制的传统方法是采用无源LC电力滤波器。该方法结构简单，成本低，容易实现，既可补偿谐波又可补偿无功。长期以来，该方法被广泛用于补偿电力系统中的谐波和无功功率。但是，LC无源电力滤波器存在以下缺点：LC滤波器针对特定频率进行滤波，对电网的阻抗和频率的变化十分敏感，滤波效果不易保证；LC滤波器有可能与电网阻抗发生并联谐振，将谐波电流放大，从而导致不能正常工作，甚至会使LC滤波器损坏；由于电网中谐波的频率范围通常较宽，谐波补偿的时候一般要设置多个LC滤波器，因此使得滤波器的体积庞大。纯有源电力滤波器是有源电力滤波器中最基本的形式，其应用也最为广泛，它的原理如图1所示。通过对负载电流中畸变电流和无功电流的跟踪，向系统注入大小相同的补偿电流，使网侧电流成为与电网电压同相位的基频正弦波，从而达到净化电网的目的。纯有源电力滤波器实质上是一个由电压型逆变器组成的，通过与连接电感耦合控制得到的谐波和无功电流源。从理论上讲，应用纯有源滤波器是滤除谐波与无功电流的理想装置，但是从实际应用的角度，高成本、大容量限制了纯有源滤波器的广泛应用。为了克服这一缺点提出了混合有源电力滤波器，如图2所示。其基本思想是利用LC滤波器来分担有源电力滤波器的部分补偿任务。由于LC滤波器与有源电力滤波器相比，其优点在于结构简单、易实现且成本低，而有源电力滤波器的优点是补偿性能好。但凡是使用LC滤波器均存在与电网阻抗发生谐振的可能，因此在有源电力滤波器与LC滤波器并联使用的方式中，需要对有源电力滤波器进行有效的控制，以抑制可能发生的谐振。综上，需要提供一种新型有源电力平衡机器人，既具有优越的谐波抑制和无功补偿性能，也结构简单、成本低，还可靠性高。
技术实现思路
为了满足现有技术的需要，本技术提供了一种有源电力平衡机器人。本技术的技术方案是：所述有源电力平衡机器人包括断路器、电容器、变换器、双向晶闸管和电感；所述电容器采用三角形连接方式组成固定电容器，所述双向晶闸管与所述电感串联后采用三角形连接方式组成晶闸管控制电抗器，所述变换器采用四桥臂的结构组成有源电力滤波器；所述固定电容器靠近电源，所述晶闸管控制电抗器靠近负载，所述有源电力滤波器位于两者之间；所述电容器分别通过一个断路器顺次接入所述电源与负载之间的三相输电线路；所述双向晶闸管与电感组成的串联支路，分别通过一个断路器顺次接入所述固定电容与负载之间的三相输电线路；所述有源电力滤波器包括四条输出支路，三条所述输出支路分别通过一个断路器顺次接入所述固定电容器与所述晶闸管控制电抗器之间的三相输电线路，一条所述输出支路通过断路器分别与所述电源和负载连接。优选的，所述有源电力滤波器为四桥臂结构的电压源型变换器，所述有源电力滤波器的直流侧并联有直流电容；所述直流电容两端并联一个由开关管和电阻组成的串联支路。与最接近的现有技术相比，本技术的优异效果是：本技术提供的一种有源电力平衡机器人，具有优越的谐波抑制和无功补偿性能，且结构简单、成本低，由于电容的电流放在有源电力滤波器控制环之外，电网阻抗和电容构成的谐振点对其控制稳定性的影响小，因此系统的可靠性高。附图说明下面结合附图对本技术进一步说明。图1：有源电力滤波器示意图；图2：有源电力滤波器与LC滤波器并联的结构图示意图；图3：本技术实施例中一种有源电力平衡机器人结构示意图；图4：本技术实施例中待机模式控制示意图；图5：本技术实施例中无功补偿模式控制示意图；图6：本技术实施例中谐波抑制模式控制示意图。具体实施方式下面详细描述本技术的实施例，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，旨在用于解释本技术，而不能理解为对本技术的限制。本技术提供的一种有源电力平衡机器人，具有优越的谐波抑制和无功补偿性能，且结构简单、成本低，由于电容的电流放在有源电力滤波器控制环之外，电网阻抗和电容构成的谐振点对其控制稳定性的影响小，因此系统的可靠性高。本技术中有源电力平衡机器人的具体实施例如图3所示，具体为：所述装置包括断路器、电容器、变换器、双向晶闸管和电感。电容器采用三角形连接方式(称为固定电容器)，双向晶闸管与电感串联后采用三角形连接方式(称为晶闸管控制电抗器)，变换器采用四桥臂的结构(称为有源电力滤波器)。固定电容器靠近电源，晶闸管控制电抗器靠近非线性负载，有源电力滤波器位于两者之间。本实施例中有源电力滤波器为四桥臂结构的电压源型变换器，本技术中有源电力平衡机器人的控制方法为：首先判断该装置的工作状态，然后依据工作状态选取控制策略；本实施例中该装置的工作状态包括待机模式、无功补偿模式和谐波抑制模式。1、待机模式如图4所示，当装置发生故障或者需要检修时，装置处于待机模式，其控制策略包括：(1)断路器QS1、QS2和QS3断开；(2)断路器QS4、QS5QS6断开；(3)双向晶闸管闭锁；(4)断路器QS7、QS8QS9和QS10断开；(5)变换器闭锁；(6)并联在直流电容C两端的开关管I导通，直流电容C通过电阻R放电。2、无功补偿模式如图5所示，当检测到无功电流时，装置处于无功补偿模式，其控制策略包括：(1)断路器QS7、QS8QS9和QS10断开；(2)变换器闭锁；(3)并联在直流电容C两端的开关管I导通，直流电容C通过电阻R放电；(4)断路器QS1、QS2和QS3闭合；(5)断路器QS4、QS5QS6闭合；(6)双向晶闸管进入工作状态。3、谐波抑制模式如图6所示，当检测到谐波电流时，装置处于谐波抑制模式，其控制策略包括：(1)断路器QS1、QS2和QS3断开；(2)断路器QS4、QS5QS6断开；(3)双向晶闸管闭锁；(4)断路器QS7、QS8QS9和QS10闭合；(5)并联在直流电容C两端的开关管I断开；(6)变换器进入工作状态。最后应当说明的是：所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种有源电力平衡机器人，其特征在于，所述有源电力平衡机器人包括断路器、电容器、变换器、双向晶闸管和电感；所述电容器采用三角形连接方式组成固定电容器，所述双向晶闸管与所述电感串联后采用三角形连接方式组成晶闸管控制电抗器，所述变换器采用四桥臂的结构组成有源电力滤波器；所述固定电容器靠近电源，所述晶闸管控制电抗器靠近负载，所述有源电力滤波器位于两者之间；所述电容器分别通过一个断路器顺次接入所述电源与负载之间的三相输电线路；所述双向晶闸管与电感组成的串联支路，分别通过一个断路器顺次接入所述固定电容与负载之间的三相输电线路；所述有源电力滤波器包括四条输出支路，三条所述输出支路分别通过一个断路器顺次接入所述固定电容器与所述晶闸管控制电抗器之间的三相输电线路，一条所述输出支路通过断路器分别与所述电源和负载连接。

【技术特征摘要】
1.一种有源电力平衡机器人，其特征在于，所述有源电力平衡机器人包括断路器、电容器、变换器、双向晶闸管和电感；所述电容器采用三角形连接方式组成固定电容器，所述双向晶闸管与所述电感串联后采用三角形连接方式组成晶闸管控制电抗器，所述变换器采用四桥臂的结构组成有源电力滤波器；所述固定电容器靠近电源，所述晶闸管控制电抗器靠近负载，所述有源电力滤波器位于两者之间；所述电容器分别通过一个断路器顺次接入所述电源与负载之间的三相输电线路；所述双向晶闸管与电感组成的串联支...

【专利技术属性】
技术研发人员：莫桐，
申请(专利权)人：北京禄智科技股份有限公司，
类型：新型
国别省市：北京;11