具有改善电能质量功能的智能电表系统的设计

今天为大家介绍一项国家发明授权专利——一种具有改善电能质量功能的智能电表系统。该专利由西安理工大学申请，并于2018年9月14日获得授权公告。

内容说明

本发明属于智能电表技术领域，具体涉及一种具有改善电能质量功能的智能电表系统。

发明背景

自2001年美国提出智能电网的概念以来，智能电网已经成为了电力行业的发展趋势。智能电网的发展要求完善对电能质量的控制，而智能电表又是智能电网系统建设的重要环节。现有的智能电表主要实现的是电能计量、阶梯电价、结算电费的功能，部分能够进行电能质量检测，而将改善电能质量与智能电表这两大智能电网建设的元素相结合的研究项目目前尚未见成熟。

随着科技的发展，各种种类繁多的家用电器源源不断地进入家庭，使每家每户的用电负荷不断增加。类似空调、电冰箱、电烤箱、微波炉等家用电器往往包含不可控的整流电路和大容量滤波电容等非线性电路，使得大量的谐波流入电网，降低了电能的生产、传输和利用效率，同时大大降低了电气设备的寿命。一些包含变压器、电动机等的家用设备运行时需要无功功率。如果不采取无功补偿措施，则会增大线路损耗，引起电压偏差，对电网系统造成非常严重的影响。目前对电网的治理主要集中在三相侧，如变电站、配电所，使得电网方面不管是补偿容量、设备体积、人员分配都消耗了大量的社会资源，且不够灵活。

发明内容

本发明的目的是提供一种具有改善电能质量功能的智能电表系统，解决了现有技术中存在的电网供电中补偿容量、设备体积、人员分配消耗了大量的社会资源，且供电不够灵活的问题。

本发明所采用的技术方案是，一种具有改善电能质量功能的智能电表系统，包括连接在网侧单相交流电源和负载之间的智能电表本体；智能电表本体的结构为：包括控制系统，控制系统还与投切电容器、单相电压源型变流器连接，单相电压源型变流器与网侧单相交流电源之间的火线和零线之间还连接有电压传感器A，投切电容器与负载之间的火线上还连接有电流传感器A。

本发明的特点还在于，投切电容器具体结构为：包括分别连接于网侧单相交流电源的火线和零线之间的三组开关电路，每组开关电路由继电器和电容串联组成，继电器连接至火线上，电容连接至零线上。

单相电压源型变流器的具体结构为：包括连接在火线上的绝缘栅门极晶体管A，绝缘栅门极晶体管A的发射极与火线连接，绝缘栅门极晶体管A的发射极与火线之间还依次连接有电感L、电流传感器B和电流传感器C，绝缘栅门极晶体管A的发射极还与绝缘栅门极晶体管B的集电极连接，绝缘栅门极晶体管B发射极与绝缘栅门极晶体管D的发射极、绝缘栅门极晶体管C的集电极和绝缘栅门极晶体管A的集电极连接，绝缘栅门极晶体管C的发射极与绝缘栅门极晶体管D的集电极连接，绝缘栅门极晶体管C的发射极还与零线连接，绝缘栅门极晶体管C的集电极和绝缘栅门极晶体管B的发射极之间还连接有电容C0，电容C0的上还并联有电压传感器B；控制系统具体结构为：包括DSP芯片，DSP芯片分别与液晶显示屏和继电器连接，DSP芯片还与绝缘栅门极晶体管A、绝缘栅门极晶体管B、绝缘栅门极晶体管C、绝缘栅门极晶体管D的门极均连接。

本发明的有益效果是，一种具有改善电能质量功能的智能电表系统，投切电容器的作用在于增大系统容量的同时降低了单相电压源变流器的容量，降低了器件的耐压等级，减小了成本。