一种基于滤除谐波的智能节电系统的制作方法
一种基于滤除谐波的智能节电系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及节电技术，尤其设及一种基于滤除谐波的智能节电系统。
【背景技术】
[0002] 谐波对电网的危害，随着工业发展和居民用电设备的增多而日益严重，突出表现 为：谐波振荡产生过电压或过电流，危及电力系统的安全运行，引发输配电事故的发生；谐 波电流或谐波电压在定子绕组、转子回路及铁巧中产生附加损耗，降低发输电及用电设备 的效率谐波电流能使变压器的铜耗增加，所W变压器在严重的谐波负荷下将产生局部过 热，噪声增大，从而加速绝缘老化，缩短变压器等电气设备的使用寿命，降低供电可靠性。由 于谐波的存在，易使电网的各类保护及自动装置产生误动或拒动，特别在广泛应用的微机 保护、综合自动化装置中表现突出，引起区域电网瓦解，造成大面积停电等恶性事故。谐波 分量将在通讯系统内产生声频干扰，从而降低信号的传输质量，破坏信号的正常传输，不仅 影响通话的清晰度，严重时将威胁通讯设备及人身安全。电网谐波将使测量仪表、计量装置 产生误差，达不到正确指示及计量。断路器开断谐波含量较高的电流时，断路器的遮断能力 将大大降低，造成电弧重燃，发生短路，甚至断路器爆炸。
[000引为解决上述问题，中国专利CN201320494652披露了一种应用于供电系统的谐波 治理装置。虽然此装置在一定条件下起到了很好的滤除谐波的作用，达到节电的作用。但 是此装置由于无法根据工业用电负载产生的实际谐波的特征进行动态调整，导致实际工作 时，不同供电系统下的节电效果有很大区别。
【发明内容】
[0004] 为解决上述问题，本发明提供一种基于滤除谐波的智能节电系统，在主电路上并 联设置有谐波治理装置和实时动态调节装置，其中：
[0005] 所述谐波治理装置包括有多个谐波治理单元，多个谐波治理单元并联形成链式结 构，每个谐波治理单元包括有一滤波补偿模块及一固定补偿模块，所述滤波补偿模块由双 向可控娃及电感串联构成，所述固定补偿模块由与滤波补偿模块并联的电容器组构成；
[0006] 所述实时动态调节装置包括采样和信号处理电路，其输入端接入实时采集的电压 信号W及采样电流信号，其输出端接入谐波数字比较电路；所述谐波数字比较电路与开关 控制驱动电路连接，用于根据基波成分分离的谐波与主电路采样电流的谐波之间的比较结 果向所述开关控制驱动电路发送实时补偿信号；所述开关控制驱动电路与所述谐波治理装 置连接，用于根据实时补偿信号实时动态调整所述谐波治理装置链式结构中并联的谐波治 理单元的实际工作数量。
[0007] 在上述技术方案的基础上，进一步地，所述采样和信号处理电路接收到的实时采 集的电压信号W及采样电流信号包括：
[000引在主电路上并联一电压检测电路，所述电压检测电路将检测的实时电压信号输入 到所述采样和信号处理电路；
[0009] 在主电路上串联一电流互感器，所述电流互感器连接到所述采样和信号处理电路 的输入端W获取主电路的采样电流信号。
[0010] 在上述技术方案的基础上，进一步地，所述开关控制驱动电路包括多个交流接触 器，每个交流接触器与对应地谐波治理单元串联连接，用于控制所述谐波治理单元的使能。
[0011] 在上述技术方案的基础上，进一步地，还包括一实时监控器，所述实时监控器与所 述开关控制驱动电路连接，用于实时显示工作电流值W及谐波治理单元的实际工作数量。
[0012] 在上述技术方案的基础上，进一步地，在所述谐波数字比较电路与所述开关控制 驱动电路之间还设置继电器，所述继电器与所述开关控制驱动电路中的交流接触器连接， 用于控制所述交流接触器的线圈的闭合。
[0013] 本发明提供的基于滤除谐波的智能节电系统可W实现根据实际谐波的成分和特 征，实时动态调整谐波治理装置中实际工作的谐波治理单元，W使谐波治理装置达到最佳 谐波治理的作用，从而使得更好的节电。而在企业实际工况测试中，其测试结果也充分反应 了该智能节电系统的节电效率。
【附图说明】
[0014] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现 有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发 明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可W 根据该些附图获得其他的附图。
[0015] 图1为本发明基于滤除谐波的智能节电系统实施例的电路示意图；
[0016] 图2为图1中的谐波治理单元电路图；
[0017] 图3为图1中的交流接触器的电路图；
[001引图4为本发明基于滤除谐波的智能节电系统又一实施例的电路示意图；
[0019] 图5为本发明基于滤除谐波的智能节电系统再一实施例的电路示意图；
[0020] 图6为图5中继电器的电路图。
【具体实施方式】
[0021] 为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例 中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是 本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员 在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[002引图1为本发明基于滤除谐波的智能节电系统实施例的电路示意图；图2为图1中 的谐波治理单元电路图；图3为图1中的交流接触器的电路图。具体可参见图1~图3,该 智能节电系统在主电路上并联设置有谐波治理装置10和实时动态调节装置20,其中：
[0023] 所述谐波治理装置10包括有多个谐波治理单元100,多个谐波治理单元100并联 形成链式结构，每个谐波治理单元100包括有一滤波补偿模块101及一固定补偿模块102， 所述滤波补偿模块由双向可控娃及电感串联构成，所述固定补偿模块由与滤波补偿模块并 联的电容器组构成；
[0024] 所述实时动态调节装置20包括采样和信号处理电路201，其输入端接入实时采集 的电压信号W及采样电流信号，其输出端接入谐波数字比较电路202;所述谐波数字比较 电路202与开关控制驱动电路203连接，用于根据基波成分分离的谐波与主电路采样电流 的谐波之间的比较结果向所述开关控制驱动电路203发送实时补偿信号；所述开关控制驱 动电路203与所述谐波治理装置10连接，用于根据实时补偿信号实时动态调整所述谐波治 理装置10链式结构中并联的谐波治理单元100的实际工作数量。
[0025] 该系统具体工作时，通过外部实时采集电压信号发送至采样和信号处理电路，然 后再送给谐波数字比较电路，谐波数字比较电路将基波成分分离，并提取所有的谐波，谐波 数字比较电路会将采集到的谐波成分和主电路的采样电流的谐波加W比较，根据比较结果 作为实时补偿信号输送到驱动电路，并驱动相应的谐波治理装置中谐波治理单元模块工作 的数量。谐波数字比较电路具体比较时，根据影响因素的偏重，可W单独比较谐波与主电路 之间的的电压或者电流。
[0026] 该系统通过增加实时动态调节装置，可W根据主电路上工业用电负载30的实际 工业用电情况，实时动态的调节谐波治理装置中谐波治理单元模块工作的数量，W达到最 佳的节电效果和作用。
[0027] 在上述实施例的基础上，进一步地，在具体实施时，所述采样和信号处理电路201 接收到的实时采集的电压信号W及采样电流信号包括：
[002引在主电路上并联一电压检测电路204,所述电压检测电路204将检测的实时电压 信号输入到所述采样和信号处理电路201 ;
[0029] 在主电路上串联一电流互感器205,所述电流互感器205连接到所述采样和信号 处理电路201的输入端W获取主电路的采样电流信号。将高电压系统中的电流或低电压系 统的大电流变成低电压、标准值的小电流，一般是5A或1A，比如采用1000:5或者2000:5的 电流互感器，W获取5A的电流。
[0030] 图4为本发明基于滤除谐波的智能节电系统又一实施例的电路示意图，如图4所 示，在上述技术方案的基础上，进一步地，一实时监控器206,所述实时监控器206与所述开 关控制驱动电路203连接，用于实时显示工作电流值W及谐波治理单元100的实际工作数 量。监控器可W是显示器，且显示器上可W设置无线通信模块，与外部终端设备对接通信， 用户可W在外部终端设备上实时查看实际工作的电流和谐波治理单元的实际工作数量。
[0031]图5为本发明基于滤除谐波的智能节电系统再一实施例的电路示意图；图6为图 5中的继电器的电路图。参见图5~图6,在上述任意实施例的基础上，进一步地，在所述 谐波数字比较电路202与所述开关控制驱动电路203之间还设置继电器2021，所述继电器 2021与所述开关控制驱动电路203中的交流接触器2031连接，用于控制所述交流接触器 2031的线圈的闭合。
[0032]继电器可W采用电流继电器或者电压继电器，可W根据某种输入信号的变化，而 接通或断开控制电路，实现自动控制和保护电力拖动系统的电器。输入的信号可W是电压， 电流等电量。通过继电器，可W实现小电流控制大电流，即在电流微小变化时，可W通过继 电器控制交流接触器的线圈闭合，实现对交流接触器的通断控制，从而达到单独控制某个 谐波治理单元的断电和通电。
[0033]为进一步验证本发明提供的基于滤除谐波的智能节电系统的实际节电效果，在A公司进行了实际节电测试，测试工况为高压端 电表（计量倍数10000)，二台2000KVA变压 器，四台lOOOKVA变压器，功率因数手动固定在0. 92。由于A公司为瓷砖生产厂家，因此产 能使用平方米进行计算。
[0034] 表1为A公司9月份上半月关闭智能节电系统情况下的其中13天的测试数据报 告：
[0035]表1
[0036]
[0037] 表中休息未抄表示当天没有管理人员抄表，但是对总体的数据对比并无任何影 响。电力抄表是电力局下发的电费单中的电表数据，最能表明当时的真实电表数值。
[0038] 由表1可W得出，在关闭本发明提供的基于滤除谐波的智能节电系统的13天内， 电表前后差值为5260-5209. 93 = 50. 07,总产量101592平方米，则每平方米耗电量为；
[0039] 50. 07*10000/101592 = 4. 9285 度 / 平方米。
[0040] 表2为在相同工况条件下，A公司9月份下半月开启智能节电系统条件下的其中 13天的测试数据报告：
[0041]表2
[0042]
[0043]由表2可W得出，在开启本发明提供的基于滤除谐波的智能节电系统的13天内， 电表前后差值为5307. 54-5260 = 47. 54,总产量103852平方米，则每平方米耗电量为；
[0044] 47. 54*10000/103852 = 4. 5777 度 / 平方米。
[0045] 结合表1和表2对比看，从总的节电率在巧0.07-47. 54)/50. 07 = 5. 05%，其 中由于表2中后面测试的13天的总产能是103852平方米，大于表1中前面测试13天的 101592平方米，因此如果在产能相同的情况下，其总节电率会更高。每平方米耗电量节电率 在（4. 9285-4. 5777)/4. 9285 = 7. 12%，充分体现了本发明系统的技术效果。
[0046] 为了体现比较的一致性，进一步地，可W取产能大致相同的表1中的第8次~第10 次的电表抄表数据，平均产能每天在7846平方米，总产能在23539平方米，期间消耗的总电 能在巧243. 97-5231. 25) *10000 = 127200度，每平方米产能均消耗127200度/23539平方 米=5.40度/平方米。再取表2中第3次~第5次的电表抄表数据，平均产能在7647平方 米，总产能在22940平方米，期间消耗的总电能在巧274. 57-5263. 44) *10000 = 111300度， 每平方米产能均消耗111300度/22940平方米=4. 85度/平方米。从局部数据可W看出， 在产能差不多的情况下，总的节电率在（127200度-111300度）/127200度=12. 5%;每平 方米的节电率在巧.40-4. 85)/5. 40 = 11. 3%。此数据更能表明本发明智能节电系统产生 的实际节电效果。
[0047] 采用本发明提供的基于滤除谐波的智能节电系统，在B公司进行了实际节电测 试。测试工况条件为高压端电表（计量倍数5000)，一台2000KVA变压器，一台1600KVA变 压器。
[0048] 表3为在另一公司B公司4月份关闭智能节电系统情况下其中10天的测试数据 报告（加工干料为1739吨）。
[0049]表3
[(K)加]
[0化2] 表3所示的10天中，总产能为191292平方米，电表前后差值为2658. 09-2606. 8 =51. 29。因此，总耗电量为51. 29*5000 = 256450度，每平方米产量的耗电量为256450度 /191292平方米=1. 34度/平方米。
[0053]表4为B公司在相同工况测试条件下，5月份开启智能节电系统情况下其中10天 的测试数据报告（加工干料为2228吨）。
[0化4] 表4
[0化5]
[0056]表4所示的10天中，总产能为194724平方米平方米，电表前后差值为 2756.49-2708. 01 = 48.48。
[0化7]但是在实际工况中，表4实际加工干料比表3多2228-1739 = 489吨，每小时加 工15吨，则需要489/15 = 32. 6小时，每小时按照130度计算，则表4增加的第一修正用电 量多出 32. 6*130 = 4238 度；
[005引表4实际加工时与表3比较，平均多开2个小时的75kw台球磨机，则表4增加的 第二修正用电量多出7*75*2 = 1050度；
[0化9]表4实际加工时与表3比较，多磨料多出40. 53吨，相当于多开75kw台球磨机12. 5 小时，则表4增加的第S修正用电量多出75*12. 5 = 937. 5吨。
[0060] 综上，表4经过修正的总耗电量为；
[0061] 48. 48*5000-4238-1050-937. 5 = 236174. 5 度，则每平方米产量的耗电量为 236174. 5度/194724平方米=1. 21度/平方米。
[0062] 结合表3和表4对比看，从总的节电率看（256450-236174. 5)/256450 = 7. 9%，每 平方米耗电量节电率在（1. 34-1. 21)/1. 34 = 9. 7%，进一步体现了本发明智能节电系统的 技术效果。
[0063] 本发明提供的基于滤除谐波的智能节电系统在实际工作中的节电作用，且工作时 间越长，产能越大，其作用会越明显。
[0064] 最后应说明的是；W上各实施例仅用W说明本发明的技术方案，而非对其限制； 尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其 依然可W对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征 进行等同替换；而该些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技 术方案的范围。
【主权项】
1. 一种基于滤除谐波的智能节电系统，其特征在于，在主电路上并联设置有谐波治理 装置（10)和实时动态调节装置（20)，其中： 所述谐波治理装置（10)包括有多个谐波治理单元（100)，多个谐波治理单元（100)并 联形成链式结构，每个谐波治理单元（100)包括有一滤波补偿模块（101)及一固定补偿模 块（102)，所述滤波补偿模块由双向可控硅及电感串联构成，所述固定补偿模块由与滤波补 偿模块并联的电容器组构成； 所述实时动态调节装置（20)包括采样和信号处理电路（201)，其输入端接入实时采集 的电压信号以及采样电流信号，其输出端接入谐波数字比较电路（202);所述谐波数字比 较电路（202)与开关控制驱动电路（203)连接，用于根据基波成分分离的谐波与主电路采 样电流的谐波的比较结果向所述开关控制驱动电路（203)发送实时补偿信号；所述开关控 制驱动电路（203)与所述谐波治理装置（10)连接，用于根据实时补偿信号实时动态调整所 述谐波治理装置（10)链式结构中并联的谐波治理单元（100)的实际工作数量。2. 根据权利要求1所述的基于滤除谐波的智能节电系统，其特征在于，所述采样和信 号处理电路（201)接收到的实时采集的电压信号以及采样电流信号包括： 在主电路上并联一电压检测电路（204)，所述电压检测电路（204)将检测的实时电压 信号输入到所述采样和信号处理电路（201); 在主电路上串联一电流互感器（205)，所述电流互感器（205)连接到所述采样和信号 处理电路（201)的输入端以获取主电路的采样电流信号。3. 根据权利要求1所述的基于滤除谐波的智能节电系统，其特征在于，所述开关控制 驱动电路（203)包括多个交流接触器（2031)，每个交流接触器（2031)与对应地谐波治理单 元（100)串联连接，用于控制所述谐波治理单元（100)的使能。4. 根据权利要求1所述的基于滤除谐波的智能节电系统，其特征在于，还包括一实时 监控器（206)，所述实时监控器（206)与所述开关控制驱动电路（203)连接，用于实时显示 工作电流值以及谐波治理单元（100)的实际工作数量。5. 根据权利要求3所述的基于滤除谐波的智能节电系统，其特征在于，在所述谐波数 字比较电路（202)与所述开关控制驱动电路（203)之间还设置继电器（2021)，所述继电器 (2021)与所述开关控制驱动电路（203)中的交流接触器（2031)连接，用于控制所述交流接 触器（2031)的线圈的闭合。
【专利摘要】本发明提供一种基于滤除谐波的智能节电系统，在主电路上并联设置有谐波治理装置和实时动态调节装置，其中：谐波治理装置包括有多个谐波治理单元；实时动态调节装置包括采样和信号处理电路，其输入端接入实时采集的电压信号以及采样电流信号，其输出端接入谐波数字比较电路；谐波数字比较电路与开关控制驱动电路连接；开关控制驱动电路与谐波治理装置连接，用于根据实时补偿信号实时动态调整所述谐波治理装置链式结构中并联的谐波治理单元的实际工作数量。采用本发明提供的智能节电系统，可以根据实际的工况情况，实时动态调整谐波治理装置中的谐波治理单元的实际工作数量，可以使得节电达到最佳效果。
【IPC分类】H02J3/01
【公开号】CN104901312
【申请号】CN201510352913
【发明人】徐育华, 何建聪
【申请人】厦门恒瑞特节能科技有限公司
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年6月24日
【技术领域】
[0001] 本发明设及节电技术，尤其设及一种基于滤除谐波的智能节电系统。
【背景技术】
[0002] 谐波对电网的危害，随着工业发展和居民用电设备的增多而日益严重，突出表现 为：谐波振荡产生过电压或过电流，危及电力系统的安全运行，引发输配电事故的发生；谐 波电流或谐波电压在定子绕组、转子回路及铁巧中产生附加损耗，降低发输电及用电设备 的效率谐波电流能使变压器的铜耗增加，所W变压器在严重的谐波负荷下将产生局部过 热，噪声增大，从而加速绝缘老化，缩短变压器等电气设备的使用寿命，降低供电可靠性。由 于谐波的存在，易使电网的各类保护及自动装置产生误动或拒动，特别在广泛应用的微机 保护、综合自动化装置中表现突出，引起区域电网瓦解，造成大面积停电等恶性事故。谐波 分量将在通讯系统内产生声频干扰，从而降低信号的传输质量，破坏信号的正常传输，不仅 影响通话的清晰度，严重时将威胁通讯设备及人身安全。电网谐波将使测量仪表、计量装置 产生误差，达不到正确指示及计量。断路器开断谐波含量较高的电流时，断路器的遮断能力 将大大降低，造成电弧重燃，发生短路，甚至断路器爆炸。
[000引为解决上述问题，中国专利CN201320494652披露了一种应用于供电系统的谐波 治理装置。虽然此装置在一定条件下起到了很好的滤除谐波的作用，达到节电的作用。但 是此装置由于无法根据工业用电负载产生的实际谐波的特征进行动态调整，导致实际工作 时，不同供电系统下的节电效果有很大区别。
【发明内容】
[0004] 为解决上述问题，本发明提供一种基于滤除谐波的智能节电系统，在主电路上并 联设置有谐波治理装置和实时动态调节装置，其中：
[0005] 所述谐波治理装置包括有多个谐波治理单元，多个谐波治理单元并联形成链式结 构，每个谐波治理单元包括有一滤波补偿模块及一固定补偿模块，所述滤波补偿模块由双 向可控娃及电感串联构成，所述固定补偿模块由与滤波补偿模块并联的电容器组构成；
[0006] 所述实时动态调节装置包括采样和信号处理电路，其输入端接入实时采集的电压 信号W及采样电流信号，其输出端接入谐波数字比较电路；所述谐波数字比较电路与开关 控制驱动电路连接，用于根据基波成分分离的谐波与主电路采样电流的谐波之间的比较结 果向所述开关控制驱动电路发送实时补偿信号；所述开关控制驱动电路与所述谐波治理装 置连接，用于根据实时补偿信号实时动态调整所述谐波治理装置链式结构中并联的谐波治 理单元的实际工作数量。
[0007] 在上述技术方案的基础上，进一步地，所述采样和信号处理电路接收到的实时采 集的电压信号W及采样电流信号包括：
[000引在主电路上并联一电压检测电路，所述电压检测电路将检测的实时电压信号输入 到所述采样和信号处理电路；
[0009] 在主电路上串联一电流互感器，所述电流互感器连接到所述采样和信号处理电路 的输入端W获取主电路的采样电流信号。
[0010] 在上述技术方案的基础上，进一步地，所述开关控制驱动电路包括多个交流接触 器，每个交流接触器与对应地谐波治理单元串联连接，用于控制所述谐波治理单元的使能。
[0011] 在上述技术方案的基础上，进一步地，还包括一实时监控器，所述实时监控器与所 述开关控制驱动电路连接，用于实时显示工作电流值W及谐波治理单元的实际工作数量。
[0012] 在上述技术方案的基础上，进一步地，在所述谐波数字比较电路与所述开关控制 驱动电路之间还设置继电器，所述继电器与所述开关控制驱动电路中的交流接触器连接， 用于控制所述交流接触器的线圈的闭合。
[0013] 本发明提供的基于滤除谐波的智能节电系统可W实现根据实际谐波的成分和特 征，实时动态调整谐波治理装置中实际工作的谐波治理单元，W使谐波治理装置达到最佳 谐波治理的作用，从而使得更好的节电。而在企业实际工况测试中，其测试结果也充分反应 了该智能节电系统的节电效率。
【附图说明】
[0014] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现 有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发 明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可W 根据该些附图获得其他的附图。
[0015] 图1为本发明基于滤除谐波的智能节电系统实施例的电路示意图；
[0016] 图2为图1中的谐波治理单元电路图；
[0017] 图3为图1中的交流接触器的电路图；
[001引图4为本发明基于滤除谐波的智能节电系统又一实施例的电路示意图；
[0019] 图5为本发明基于滤除谐波的智能节电系统再一实施例的电路示意图；
[0020] 图6为图5中继电器的电路图。
【具体实施方式】
[0021] 为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例 中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是 本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员 在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[002引图1为本发明基于滤除谐波的智能节电系统实施例的电路示意图；图2为图1中 的谐波治理单元电路图；图3为图1中的交流接触器的电路图。具体可参见图1~图3,该 智能节电系统在主电路上并联设置有谐波治理装置10和实时动态调节装置20,其中：
[0023] 所述谐波治理装置10包括有多个谐波治理单元100,多个谐波治理单元100并联 形成链式结构，每个谐波治理单元100包括有一滤波补偿模块101及一固定补偿模块102， 所述滤波补偿模块由双向可控娃及电感串联构成，所述固定补偿模块由与滤波补偿模块并 联的电容器组构成；
[0024] 所述实时动态调节装置20包括采样和信号处理电路201，其输入端接入实时采集 的电压信号W及采样电流信号，其输出端接入谐波数字比较电路202;所述谐波数字比较 电路202与开关控制驱动电路203连接，用于根据基波成分分离的谐波与主电路采样电流 的谐波之间的比较结果向所述开关控制驱动电路203发送实时补偿信号；所述开关控制驱 动电路203与所述谐波治理装置10连接，用于根据实时补偿信号实时动态调整所述谐波治 理装置10链式结构中并联的谐波治理单元100的实际工作数量。
[0025] 该系统具体工作时，通过外部实时采集电压信号发送至采样和信号处理电路，然 后再送给谐波数字比较电路，谐波数字比较电路将基波成分分离，并提取所有的谐波，谐波 数字比较电路会将采集到的谐波成分和主电路的采样电流的谐波加W比较，根据比较结果 作为实时补偿信号输送到驱动电路，并驱动相应的谐波治理装置中谐波治理单元模块工作 的数量。谐波数字比较电路具体比较时，根据影响因素的偏重，可W单独比较谐波与主电路 之间的的电压或者电流。
[0026] 该系统通过增加实时动态调节装置，可W根据主电路上工业用电负载30的实际 工业用电情况，实时动态的调节谐波治理装置中谐波治理单元模块工作的数量，W达到最 佳的节电效果和作用。
[0027] 在上述实施例的基础上，进一步地，在具体实施时，所述采样和信号处理电路201 接收到的实时采集的电压信号W及采样电流信号包括：
[002引在主电路上并联一电压检测电路204,所述电压检测电路204将检测的实时电压 信号输入到所述采样和信号处理电路201 ;
[0029] 在主电路上串联一电流互感器205,所述电流互感器205连接到所述采样和信号 处理电路201的输入端W获取主电路的采样电流信号。将高电压系统中的电流或低电压系 统的大电流变成低电压、标准值的小电流，一般是5A或1A，比如采用1000:5或者2000:5的 电流互感器，W获取5A的电流。
[0030] 图4为本发明基于滤除谐波的智能节电系统又一实施例的电路示意图，如图4所 示，在上述技术方案的基础上，进一步地，一实时监控器206,所述实时监控器206与所述开 关控制驱动电路203连接，用于实时显示工作电流值W及谐波治理单元100的实际工作数 量。监控器可W是显示器，且显示器上可W设置无线通信模块，与外部终端设备对接通信， 用户可W在外部终端设备上实时查看实际工作的电流和谐波治理单元的实际工作数量。
[0031]图5为本发明基于滤除谐波的智能节电系统再一实施例的电路示意图；图6为图 5中的继电器的电路图。参见图5~图6,在上述任意实施例的基础上，进一步地，在所述 谐波数字比较电路202与所述开关控制驱动电路203之间还设置继电器2021，所述继电器 2021与所述开关控制驱动电路203中的交流接触器2031连接，用于控制所述交流接触器 2031的线圈的闭合。
[0032]继电器可W采用电流继电器或者电压继电器，可W根据某种输入信号的变化，而 接通或断开控制电路，实现自动控制和保护电力拖动系统的电器。输入的信号可W是电压， 电流等电量。通过继电器，可W实现小电流控制大电流，即在电流微小变化时，可W通过继 电器控制交流接触器的线圈闭合，实现对交流接触器的通断控制，从而达到单独控制某个 谐波治理单元的断电和通电。
[0033]为进一步验证本发明提供的基于滤除谐波的智能节电系统的实际节电效果，在A公司进行了实际节电测试，测试工况为高压端 电表（计量倍数10000)，二台2000KVA变压 器，四台lOOOKVA变压器，功率因数手动固定在0. 92。由于A公司为瓷砖生产厂家，因此产 能使用平方米进行计算。
[0034] 表1为A公司9月份上半月关闭智能节电系统情况下的其中13天的测试数据报 告：
[0035]表1
[0036]
[0037] 表中休息未抄表示当天没有管理人员抄表，但是对总体的数据对比并无任何影 响。电力抄表是电力局下发的电费单中的电表数据，最能表明当时的真实电表数值。
[0038] 由表1可W得出，在关闭本发明提供的基于滤除谐波的智能节电系统的13天内， 电表前后差值为5260-5209. 93 = 50. 07,总产量101592平方米，则每平方米耗电量为；
[0039] 50. 07*10000/101592 = 4. 9285 度 / 平方米。
[0040] 表2为在相同工况条件下，A公司9月份下半月开启智能节电系统条件下的其中 13天的测试数据报告：
[0041]表2
[0042]
[0043]由表2可W得出，在开启本发明提供的基于滤除谐波的智能节电系统的13天内， 电表前后差值为5307. 54-5260 = 47. 54,总产量103852平方米，则每平方米耗电量为；
[0044] 47. 54*10000/103852 = 4. 5777 度 / 平方米。
[0045] 结合表1和表2对比看，从总的节电率在巧0.07-47. 54)/50. 07 = 5. 05%，其 中由于表2中后面测试的13天的总产能是103852平方米，大于表1中前面测试13天的 101592平方米，因此如果在产能相同的情况下，其总节电率会更高。每平方米耗电量节电率 在（4. 9285-4. 5777)/4. 9285 = 7. 12%，充分体现了本发明系统的技术效果。
[0046] 为了体现比较的一致性，进一步地，可W取产能大致相同的表1中的第8次~第10 次的电表抄表数据，平均产能每天在7846平方米，总产能在23539平方米，期间消耗的总电 能在巧243. 97-5231. 25) *10000 = 127200度，每平方米产能均消耗127200度/23539平方 米=5.40度/平方米。再取表2中第3次~第5次的电表抄表数据，平均产能在7647平方 米，总产能在22940平方米，期间消耗的总电能在巧274. 57-5263. 44) *10000 = 111300度， 每平方米产能均消耗111300度/22940平方米=4. 85度/平方米。从局部数据可W看出， 在产能差不多的情况下，总的节电率在（127200度-111300度）/127200度=12. 5%;每平 方米的节电率在巧.40-4. 85)/5. 40 = 11. 3%。此数据更能表明本发明智能节电系统产生 的实际节电效果。
[0047] 采用本发明提供的基于滤除谐波的智能节电系统，在B公司进行了实际节电测 试。测试工况条件为高压端电表（计量倍数5000)，一台2000KVA变压器，一台1600KVA变 压器。
[0048] 表3为在另一公司B公司4月份关闭智能节电系统情况下其中10天的测试数据 报告（加工干料为1739吨）。
[0049]表3
[(K)加]
[0化2] 表3所示的10天中，总产能为191292平方米，电表前后差值为2658. 09-2606. 8 =51. 29。因此，总耗电量为51. 29*5000 = 256450度，每平方米产量的耗电量为256450度 /191292平方米=1. 34度/平方米。
[0053]表4为B公司在相同工况测试条件下，5月份开启智能节电系统情况下其中10天 的测试数据报告（加工干料为2228吨）。
[0化4] 表4
[0化5]
[0056]表4所示的10天中，总产能为194724平方米平方米，电表前后差值为 2756.49-2708. 01 = 48.48。
[0化7]但是在实际工况中，表4实际加工干料比表3多2228-1739 = 489吨，每小时加 工15吨，则需要489/15 = 32. 6小时，每小时按照130度计算，则表4增加的第一修正用电 量多出 32. 6*130 = 4238 度；
[005引表4实际加工时与表3比较，平均多开2个小时的75kw台球磨机，则表4增加的 第二修正用电量多出7*75*2 = 1050度；
[0化9]表4实际加工时与表3比较，多磨料多出40. 53吨，相当于多开75kw台球磨机12. 5 小时，则表4增加的第S修正用电量多出75*12. 5 = 937. 5吨。
[0060] 综上，表4经过修正的总耗电量为；
[0061] 48. 48*5000-4238-1050-937. 5 = 236174. 5 度，则每平方米产量的耗电量为 236174. 5度/194724平方米=1. 21度/平方米。
[0062] 结合表3和表4对比看，从总的节电率看（256450-236174. 5)/256450 = 7. 9%，每 平方米耗电量节电率在（1. 34-1. 21)/1. 34 = 9. 7%，进一步体现了本发明智能节电系统的 技术效果。
[0063] 本发明提供的基于滤除谐波的智能节电系统在实际工作中的节电作用，且工作时 间越长，产能越大，其作用会越明显。
[0064] 最后应说明的是；W上各实施例仅用W说明本发明的技术方案，而非对其限制； 尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其 依然可W对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征 进行等同替换；而该些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技 术方案的范围。
【主权项】
1. 一种基于滤除谐波的智能节电系统，其特征在于，在主电路上并联设置有谐波治理 装置（10)和实时动态调节装置（20)，其中： 所述谐波治理装置（10)包括有多个谐波治理单元（100)，多个谐波治理单元（100)并 联形成链式结构，每个谐波治理单元（100)包括有一滤波补偿模块（101)及一固定补偿模 块（102)，所述滤波补偿模块由双向可控硅及电感串联构成，所述固定补偿模块由与滤波补 偿模块并联的电容器组构成； 所述实时动态调节装置（20)包括采样和信号处理电路（201)，其输入端接入实时采集 的电压信号以及采样电流信号，其输出端接入谐波数字比较电路（202);所述谐波数字比 较电路（202)与开关控制驱动电路（203)连接，用于根据基波成分分离的谐波与主电路采 样电流的谐波的比较结果向所述开关控制驱动电路（203)发送实时补偿信号；所述开关控 制驱动电路（203)与所述谐波治理装置（10)连接，用于根据实时补偿信号实时动态调整所 述谐波治理装置（10)链式结构中并联的谐波治理单元（100)的实际工作数量。2. 根据权利要求1所述的基于滤除谐波的智能节电系统，其特征在于，所述采样和信 号处理电路（201)接收到的实时采集的电压信号以及采样电流信号包括： 在主电路上并联一电压检测电路（204)，所述电压检测电路（204)将检测的实时电压 信号输入到所述采样和信号处理电路（201); 在主电路上串联一电流互感器（205)，所述电流互感器（205)连接到所述采样和信号 处理电路（201)的输入端以获取主电路的采样电流信号。3. 根据权利要求1所述的基于滤除谐波的智能节电系统，其特征在于，所述开关控制 驱动电路（203)包括多个交流接触器（2031)，每个交流接触器（2031)与对应地谐波治理单 元（100)串联连接，用于控制所述谐波治理单元（100)的使能。4. 根据权利要求1所述的基于滤除谐波的智能节电系统，其特征在于，还包括一实时 监控器（206)，所述实时监控器（206)与所述开关控制驱动电路（203)连接，用于实时显示 工作电流值以及谐波治理单元（100)的实际工作数量。5. 根据权利要求3所述的基于滤除谐波的智能节电系统，其特征在于，在所述谐波数 字比较电路（202)与所述开关控制驱动电路（203)之间还设置继电器（2021)，所述继电器 (2021)与所述开关控制驱动电路（203)中的交流接触器（2031)连接，用于控制所述交流接 触器（2031)的线圈的闭合。
【专利摘要】本发明提供一种基于滤除谐波的智能节电系统，在主电路上并联设置有谐波治理装置和实时动态调节装置，其中：谐波治理装置包括有多个谐波治理单元；实时动态调节装置包括采样和信号处理电路，其输入端接入实时采集的电压信号以及采样电流信号，其输出端接入谐波数字比较电路；谐波数字比较电路与开关控制驱动电路连接；开关控制驱动电路与谐波治理装置连接，用于根据实时补偿信号实时动态调整所述谐波治理装置链式结构中并联的谐波治理单元的实际工作数量。采用本发明提供的智能节电系统，可以根据实际的工况情况，实时动态调整谐波治理装置中的谐波治理单元的实际工作数量，可以使得节电达到最佳效果。
【IPC分类】H02J3/01
【公开号】CN104901312
【申请号】CN201510352913
【发明人】徐育华, 何建聪
【申请人】厦门恒瑞特节能科技有限公司
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年6月24日
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