专利名称：工厂局部电能质量控制提高电网传输能效的供电系统的制作方法
技术领域：
工厂局部电能质量控制提高电网传输能效的供电系统技术领域[0001]本实用新型涉及一种工厂局部电能质量控制提高电网传输能效的供电系统，属于工业自动化技术领域。
背景技术：
[0002]电机是电网的主要供电对象，电机组又是主要的电网污染源，电机又集中于大大小小的工厂内，因此通过控制工厂各个车间供电系统的入口侧谐波和功率因数，从主要源头着手改善电网的运行条件。而目前应用于实际的方案来解决电力系统存在的功率因数调整、谐波治理和电机单机系统节能改造，皆为“头痛医头，脚痛医脚”的被动解决办法，缺乏统一规划，投入成本巨大，而且由于设备分散导致维护成本增加，使得综合效益偏低。[0003]综上所述，本实用新型突破固有的工厂配电模式，采用共用直流母线的供电系统为实现工厂电机系统节能降耗、改善电网运行条件提供具体而且方便的实施平台。应用共用直流母线的供电模式可以充分利用当地的绿色能源中的风能和光能，将风能和太阳能转化为电能输送至直流母线供给电机系统应用，多余的电能由可控整流单元逆变再经滤波单元高质量输送给电网。现有的工厂内电机供电的配电系统存在着各单元谐波治理问题和单元总功率因数无法调节，电机制动过程中的能量无法循环利用的问题。实用新型内容[0004]本实用新型为了解决现有的工厂内电机供电的配电系统存在着各单元谐波治理问题和单元总功率因数无法 调节，电机制动过程中的能量无法循环利用的问题，从而提出工厂局部电能质量控制提高电网传输能效的供电系统。[0005]工厂局部电能质量控制提高电网传输能效的供电结系统，它包括光伏发电系统、 风力发电系统、三相电源系统、直流母线、η个电机控制器和η台电动机，η为自然数；[0006]光伏发电系统包括光伏发电装置和斩波器，风力发电系统包括风力发电装置和可控整流器，三相电源系统包括三相电力滤波器、第一三相可控整流单元和第二三相可控整流单元；[0007]所述光伏发电装置的发电信号输出端与斩波器的信号输入端相连，斩波器的两个直流信号输出端并联在直流母线上；[0008]所述风力发电装置的信号输出端与可控整流器的交流信号输入相连，可控整流器的两个直流信号输出端并联在直流母线上；[0009]所述三相电力滤波器输入端连接在三相电网上，该三相电力滤波器的三相电源信号输入/输出端同时与第一三相可控整流单兀的信号输出/输入端、第二三相可控整流单元的信号输出/输入端连接，所述第一三项可控整流单元的两个直流输入/输出端、第二三项可控整流单元的两个直流信号输入/输出端均并联在直流母线上，[0010]η个电机控制器的直流供电电源输入/输出端均并联在所述直流母线上，每个电机控制器的电机驱动信号输入/输出端与一台电动机的控制信号输出/输入端连接。[0011]实用新型提出了工厂局部电能质量控制提高电网传输能效的供电系统。它通过三相电力滤波器消除所有用电设备产生的谐波，达到谐波的治理的问题，通过可控整流器按照所需要的功率因数值进行控制，实现功率因数的调节，通过光伏发电系统、风力发电系统和三项电源系统产生的电能输送回直流母线供给直流母线上的电机系统运行使用，实现电机制动过程中的能量的循环利用的问题。本实用新型可用于工厂供电。
[0012]图1是具体实施方式
一所述的供电系统的原理框图。[0013]图2是具体实施方式
二所述的供电系统的原理框图。[0014]图3是具体实施方式
二所述的供电系统的原理框图。
具体实施方式
[0015]具体实施方式
一、本实施方式所述的工厂局部电能质量控制提高电网传输能效的供电系统，它包括光伏发电系统、风力发电系统、三相电源系统、直流母线U10、η个电机控制器Ua和η台电动机Um, η为自然数；[0016]光伏发电系统包括 光伏发电装置Ul和斩波器U2，风力发电系统包括风力发电装置U3和可控整流器U4，三相电源系统包括三相电力滤波器U6、第一三相可控整流单元U7 和第二三相可控整流单元U8 ；[0017]所述光伏发电装置Ul的发电信号输出端与斩波器U2的信号输入端相连,斩波器 U2的两个直流信号输出端并联在直流母线UlO上；[0018]所述风力发电装置U3的信号输出端与可控整流器U4的交流信号输入相连，可控整流器U4的两个直流信号输出端并联在直流母线UlO上；[0019]所述三相电力滤波器U6输入端连接在三相电网上，该三相电力滤波器U6的三相电源信号输入/输出端同时与第一三相可控整流单兀U7的信号输出/输入端、第二三相可控整流单元U8的信号输出/输入端连接，所述第一三项可控整流单元U7的两个直流输入 /输出端、第二三项可控整流单元U8的两个直流信号输入/输出端均并联在直流母线UlO 上，[0020]η个电机控制器Ua的直流供电电源输入/输出端均并联在所述直流母线UlO上， 每个电机控制器的电机驱动信号输入/输出端与一台电动机Um的控制信号输出/输入端连接。[0021]本实施方式所述的工厂局部电能质量控制提高电网传输能效的供电系统应用共用直流母线的供电模式充分利用当地的绿色能源中的风能和光能，将风能和太阳能转化为电能输送至直流母线供给电机系统应用，多余的电能由可控整流器逆变再经三相电力滤波器高质量输送给电网。[0022]具体实施方式
二、本实施方式与具体实施方式
一不同点在于它还包括采集模块3， 所述采集模块3用于采集斩波器输入端的电压和电流信号；采集模块3同时采集可控整流器输入端的电压和电流信号和三相电力滤波器输入端的电压信号和电流信号。[0023]具体实施方式
三、本实施方式与具体实施方式
二不同点在于它还包括通讯设备I 和监控系统2，所述采集模块3的数据输出端通过通讯设备I与监控系统2的数据采集输入端相连。[0024]本实用新型所有的控制单元都具备远程通讯功能，采集模块3采集各个系统的电 压和电流信号通过通讯设备I以及以太网反馈给监控系统2，实现远程监控。[0025]具体实施方式
四、本实施方式与具体实施方式
三不同点在于通讯设备I与监控系 统2采用工业以太网连接。[0026]具体实施方式
五、本实施方式与具体实施方式
三不同点在于米集模块3与通讯设 备采用RS485总线或CAN总线连接。[0027]本实用新型的优点采用共用直流母线为电机系统制动能量提供易于控制的通路 实现电机系统节能；采用统一的可控整流单元可以控制整流环节的功率因数，可以提高整 流环节的效率；采用统一的滤波单元实现高质量的能量回馈控制，降低单个电机控制器配 备滤波单元引起的成本增加；通过提高各个工厂供电系统电网侧功率因数和控制电网侧谐 波含量可以提高电力系统传输能力和电能传输效率；采用共用直流母线供电系统可以更直 接、更高效地利用风能和太阳能，风力发电系统为并网及保护控制算法的复杂程度。
权利要求1.工厂局部电能质量控制提高电网传输能效的供电系统，其特征在于它包括光伏发电系统、风力发电系统、三相电源系统、直流母线(U10)、η个电机控制器(Ua)和η台电动机 (Um), η为自然数；光伏发电系统包括光伏发电装置(Ul)和斩波器(U2)，风力发电系统包括风力发电装置(U3)和可控整流器(U4)，三相电源系统包括三相电力滤波器(U6)、第一三相可控整流单元(U7)和第二三相可控整流单元(U8)；所述光伏发电装置(Ul)的发电信号输出端与斩波器(U2)的信号输入端相连,斩波器 (U2)的两个直流信号输出端并联在直流母线(UlO)上；所述风力发电装置(U3)的信号输出端与可控整流器(U4)的交流信号输入相连，可控整流器(U4)的两个直流信号输出端并联在直流母线(UlO)上；所述三相电力滤波器(U6)输入端连接在三相电网上，该三相电力滤波器(U6)的三相电源信号输入/输出端同时与第一三相可控整流单兀(U7)的信号输出/输入端、第二三相可控整流单元(U8)的信号输出/输入端连接，所述第一三项可控整流单元(U7)的两个直流输入/输出端、第二三项可控整流单元(U8)的两个直流信号输入/输出端均并联在直流母线(UlO)上，η个电机控制器(Ua)的直流供电电源输入/输出端均并联在所述直流母线(UlO)上， 每个电机控制器的电机驱动信号输入/输出端与一台电动机(Um)的控制信号输出/输入端连接。
2.根据权利要求1所述的工厂局部电能质量控制提高电网传输能效的供电系统，其特征在于它还包括采集模块(3)，所述采集模块(3)用于采集斩波器输入端的电压和电流信号；采集模块(3)同时采集可控整流器输入端的电压和电流信号和三相电力滤波器输入端的电压信号和电流信号。
3.根据权利要求2所述的工厂局部电能质量控制提高电网传输能效的供电系统，其特征在于它还包括通讯设备(I)和监控系统(2 )，所述采集模块(3 )的数据输出端通过通讯设备(I)与监控系统(2)的数据采集输入端相连。
4.根据权利要求3所述的工厂局部电能质量控制提高电网传输能效的供电系统，其特征在于通讯设备(I)与监控系统(2 )采用工业以太网连接。
5.根据权利要求3所述的工厂局部电能质量控制提高电网传输能效的供电系统，其特征在于采集模块(3)与通讯设备采用RS485总线或CAN总线连接。
专利摘要工厂局部电能质量控制提高电网传输能效的供电系统。它为解决现有的工厂内电机供电的配电系统存在着各单元谐波治理问题和单元总功率因数无法调节，电机制动过程中的能量无法循环利用的问题。光伏发电装置与斩波器相连，风力发电装置与可控整流器相连，斩波器和可控整流器的两个直流信号输出端均并联在直流母线上；三相电力滤波器三相电源信号输出端同时与第一三相可控整流单元和第二三相可控整流单元的信号输入端连接，第一三项可控整流单元的两个直流输出端、第二三项可控整流单元的两个直流信号输出端均并联在直流母线上，电机控制器的直流供电电源端均并联在所述直流母线上，每个电机控制器与一台电动机连接。它可用于工厂供电。
文档编号H02J3/38GK202840518SQ20122056739
公开日2013年3月27日 申请日期2012年10月31日 优先权日2012年10月31日
发明者康尔良, 赵元明, 王婷婷, 赵麟瑄, 陈斌, 荆所会 申请人:哈尔滨理工大学