一種具有改善電能質(zhì)量功能的智能電表系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于智能電表技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種具有改善電能質(zhì)量功能的智能電表 系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 自2001年美國(guó)提出智能電網(wǎng)的概念以來，智能電網(wǎng)已經(jīng)成為了電力行業(yè)的發(fā)展 趨勢(shì)。智能電網(wǎng)的發(fā)展要求完善對(duì)電能質(zhì)量的控制，而智能電表又是智能電網(wǎng)系統(tǒng)建設(shè)的 重要環(huán)節(jié)?，F(xiàn)有的智能電表主要實(shí)現(xiàn)的是電能計(jì)量、階梯電價(jià)、結(jié)算電費(fèi)的功能，部分能夠 進(jìn)行電能質(zhì)量檢測(cè)，而將改善電能質(zhì)量與智能電表這兩大智能電網(wǎng)建設(shè)的元素相結(jié)合的研 宄項(xiàng)目目前尚未見成熟。
[0003] 隨著科技的發(fā)展，各種種類繁多的家用電器源源不斷地進(jìn)入家庭，使每家每戶的 用電負(fù)荷不斷增加。類似空調(diào)、電冰箱、電烤箱、微波爐等家用電器往往包含不可控的整流 電路和大容量濾波電容等非線性電路，使得大量的諧波流入電網(wǎng)，降低了電能的生產(chǎn)、傳輸 和利用效率，同時(shí)大大降低了電氣設(shè)備的壽命。一些包含變壓器、電動(dòng)機(jī)等的家用設(shè)備運(yùn)行 時(shí)需要無功功率。如果不采取無功補(bǔ)償措施，則會(huì)增大線路損耗，引起電壓偏差，對(duì)電網(wǎng)系 統(tǒng)造成非常嚴(yán)重的影響。目前對(duì)電網(wǎng)的治理主要集中在三相側(cè)，如變電站、配電所，使得電 網(wǎng)方面不管是補(bǔ)償容量、設(shè)備體積、人員分配都消耗了大量的社會(huì)資源，且不夠靈活。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的是提供一種具有改善電能質(zhì)量功能的智能電表系統(tǒng)，解決了現(xiàn)有技 術(shù)中存在的電網(wǎng)供電中補(bǔ)償容量、設(shè)備體積、人員分配消耗了大量的社會(huì)資源，且供電不夠 靈活的問題。
[0005] 本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是，一種具有改善電能質(zhì)量功能的智能電表系統(tǒng)，包括 連接在網(wǎng)側(cè)單相交流電源和負(fù)載之間的智能電表本體。
[0006] 本發(fā)明的特點(diǎn)還在于，
[0007] 智能電表本體的結(jié)構(gòu)為：包括控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)還與投切電容器、單相電壓源型 變流器連接，單相電壓源型變流器與網(wǎng)側(cè)單相交流電源之間的火線和零線之間還連接有電 壓傳感器A，投切電容器與負(fù)載之間的火線上還連接有電流傳感器A。
[0008] 投切電容器具體結(jié)構(gòu)為：包括分別連接于網(wǎng)側(cè)單相交流電源的火線和零線之間的 三組開關(guān)電路，每組開關(guān)電路由繼電器和電容串聯(lián)組成，繼電器連接至火線上，電容連接至 零線上。
[0009] 單相電壓源型變流器的具體結(jié)構(gòu)為：包括連接在火線上的絕緣柵門極晶體管A， 絕緣柵門極晶體管A的發(fā)射極與火線連接，絕緣柵門極晶體管A的發(fā)射極與火線之間還依 次連接有電感L、電流傳感器B和電流傳感器C，絕緣柵門極晶體管A的發(fā)射極還與絕緣柵 門極晶體管B的集電極連接，絕緣柵門極晶體管B發(fā)射極與絕緣柵門極晶體管D的發(fā)射極、 絕緣柵門極晶體管C的集電極和絕緣柵門極晶體管A的集電極連接，絕緣柵門極晶體管C 的發(fā)射極與絕緣柵門極晶體管D的集電極連接，絕緣柵門極晶體管C的發(fā)射極還與零線連 接，絕緣柵門極晶體管C的集電極和絕緣柵門極晶體管B的發(fā)射極之間還連接有電容C0,電 容C0的上還并聯(lián)有電壓傳感器B。
[0010] 控制系統(tǒng)具體結(jié)構(gòu)為：包括DSP芯片，DSP芯片分別與液晶顯示屏和繼電器連接， DSP芯片還與絕緣柵門極晶體管A、絕緣柵門極晶體管B、絕緣柵門極晶體管C、絕緣柵門極 晶體管D的門極均連接。
[0011] 本發(fā)明的有益效果是，一種具有改善電能質(zhì)量功能的智能電表系統(tǒng)，投切電容器 的作用在于增大系統(tǒng)容量的同時(shí)降低了單相電壓源變流器的容量，降低了器件的耐壓等 級(jí)，減小了成本。
【附圖說明】
[0012] 圖1是本發(fā)明一種具有改善電能質(zhì)量功能的智能電表系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0013] 圖2是本發(fā)明一種具有改善電能質(zhì)量功能的智能電表系統(tǒng)的控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意 圖；
[0014] 圖3為本發(fā)明一種具有改善電能質(zhì)量功能的智能電表系統(tǒng)的單相電壓源型變流 器控制框圖；
[0015] 圖4為本發(fā)明一種具有改善電能質(zhì)量功能的智能電表系統(tǒng)的基于時(shí)域的電流檢 測(cè)算法框圖。
[0016] 圖中，1.網(wǎng)側(cè)單相交流電源，2.智能電表本體，3.負(fù)載，4.投切電容器，5.單相電 壓源型變流器，6.控制系統(tǒng)，7.絕緣柵門極晶體管A，8.絕緣柵門極晶體管B，9.絕緣柵門 極晶體管C，10.絕緣柵門極晶體管D，11. DSP芯片，12.電壓傳感器B，13.電壓傳感器A， 14.電流傳感器B，15.電流傳感器A，16.開關(guān)電路，17.繼電器，18.液晶顯示屏，19.電流 傳感器C。
【具體實(shí)施方式】
[0017] 下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0018] 本發(fā)明結(jié)合改善電能質(zhì)量的技術(shù)領(lǐng)域和傳統(tǒng)智能電表的概念，提出的智能電表采 用靜止無功發(fā)生器（Static Var Generator，SVG)與有源濾波器（Active Power Filter， APF)相結(jié)合的方式，具有補(bǔ)償無功以及抑制諧波功能，不僅可以實(shí)現(xiàn)電能計(jì)量、結(jié)算電費(fèi)的 功能，還可以實(shí)時(shí)進(jìn)行動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償和諧波治理，旨在分擔(dān)電網(wǎng)壓力。
[0019] 本發(fā)明一種具有改善電能質(zhì)量功能的智能電表系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示，包 括連接在網(wǎng)側(cè)單相交流電源1和負(fù)載3之間的智能電表本體2,智能電表本體2的結(jié)構(gòu)為： 包括控制系統(tǒng)6,控制系統(tǒng)6還與投切電容器4、單相電壓源型變流器5連接，單相電壓源型 變流器5與網(wǎng)側(cè)單相交流電源1之間的火線和零線之間還連接有電壓傳感器A13,投切電 容器4與負(fù)載3之間的火線上還連接有電流傳感器A15,投切電容器4具體結(jié)構(gòu)為：包括分 別連接于網(wǎng)側(cè)單相交流電源1的火線和零線之間的三組開關(guān)電路16,每組開關(guān)電路16由 繼電器17和電容C1串聯(lián)組成，繼電器17連接至火線上，電容C1連接至零線上，單相電壓 源型變流器5的具體結(jié)構(gòu)為：包括連接在火線上的絕緣柵門極晶體管A7,絕緣柵門極晶體 管A7的發(fā)射極與火線連接，絕緣柵門極晶體管A7的發(fā)射極與火線之間還依次連接有電感 L、電流傳感器B14和電流傳感器C19,絕緣柵門極晶體管A7的發(fā)射極還與絕緣柵門極晶體 管B8的集電極連接，絕緣柵門極晶體管B8發(fā)射極與絕緣柵門極晶體管D10的發(fā)射極、絕緣 柵門極晶體管C9的集電極和絕緣柵門極晶體管A7的集電極連接，絕緣柵門極晶體管C9的 發(fā)射極與絕緣柵門極晶體管D10的集電極連接，絕緣柵門極晶體管C9的發(fā)射極還與零線連 接，絕緣柵門極晶體管C9的集電極和絕緣柵門極晶體管B8的發(fā)射極之間還連接有電容C0， 電容C0的上還并聯(lián)有電壓傳感器B12,如圖2所示，控制系統(tǒng)6具體結(jié)構(gòu)為：包括DSP芯片 11，DSP芯片11分別與液晶顯示屏18和繼電器17連接，DSP芯片11還與絕緣柵門極晶體 管A7、絕緣柵門極晶體管B8、絕緣柵門極晶體管C9、絕緣柵門極晶體管D10的門極均連接。
[0020] 本發(fā)明一種具有改善電能質(zhì)量功能的智能電表系統(tǒng)，當(dāng)需要負(fù)載3所產(chǎn)生的基波 無功和3、5、7次諧波電流時(shí)，控制系統(tǒng)6檢測(cè)出負(fù)