一种用于谐波补偿的混合型有源滤波器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种用于谐波补偿的混合型有源滤波器，包括电压源型逆变器和LC滤波器，还包括电压采集模块和输出调节模块，所述电压源型逆变器和LC滤波器串联连接，所述电压采集模块连接LC滤波器，用于采集LC滤波器中电容两端电压，所述输出调节模块连接电压源型逆变器，用于根据电压采集模块的采集结果调节电压源型逆变器的输出。本实用新型专利技术的有益效果包括：在传统滤波器基础上增加了电压采集模块和输出调节模块，使其能够作为实施载体以进行所需的谐波补偿，通过采集LC滤波器中电容两端电压，输出调节模块根据该电压控制电压源型逆变器的输出，使电压源型逆变器等效为一个虚拟电容，提高谐波抑制效果，实现谐波补偿。实现谐波补偿。实现谐波补偿。

【技术实现步骤摘要】
一种用于谐波补偿的混合型有源滤波器


[0001]本技术涉及滤波器
，特别涉及一种用于谐波补偿的混合型有源滤波器。

技术介绍

[0002]非线性负荷、分布式电源等电力电子装置的持续增长应用给电力系统带来了严重的谐波污染。谐波会降低电能质量，影响电网运行可靠性，造成线路能量损失和危害设备安全等等。传统治理电力系统谐波污染的方法主要采用无源电力滤波器(Passive Power Filter,PPF)。PPF一般由单次调谐或多次调谐的LC滤波器构成，通过给特定次谐波电流提供低阻抗通路达到谐波滤除的目的。虽然PPF具有成本低、效率高的优点，但也存在一些固有缺点，比如电网频率漂移和元器件参数变化将导致失谐，容易与电网线路阻抗产生串联/并联谐振等等。有源电力滤波器(Active power filter,APF)可以弥补PPF的缺点，它相比PPF更加灵活高效，但纯APF需要大容量的电压型逆变器(Voltage source inverter,VSI)，造价偏高，在高压或大功率场合中应用存在性价比不高的缺点。混合型有源滤波器作为PPF与APF的结合，既保留了APF的优点，又使得其成本相对纯APF显著减少，因此得到了极大发展。混合型有源滤波器的控制方法通常是利用有源部分去改善无源滤波器的滤波特性，由于电网谐波一般以奇次谐波为主，为了使混合型有源滤波器能够高效滤除主要次谐波，实现电网谐波有效治理，需要一种改进的滤波器作为实施载体。

技术实现思路

[0003]针对现有技术缺少谐波补偿技术实施载体的问题，本技术提供了一种用于谐波补偿的混合型有源滤波器，在传统滤波器基础上增加了电压采集模块和输出调节模块，使其能够作为实施载体以进行所需的谐波补偿。
[0004]以下是本技术的技术方案。
[0005]一种用于谐波补偿的混合型有源滤波器，包括电压源型逆变器和LC滤波器，还包括电压采集模块和输出调节模块，所述电压源型逆变器和LC滤波器串联连接，所述电压采集模块连接LC滤波器，用于采集LC滤波器中电容两端电压，所述输出调节模块连接电压源型逆变器，用于根据电压采集模块的采集结果调节电压源型逆变器的输出。
[0006]本技术采集LC滤波器中电容两端电压，输出调节模块根据该电压控制电压源型逆变器的输出，使电压源型逆变器等效为一个虚拟电容，提高谐波抑制效果。
[0007]作为优选，所述电压源型逆变器包括相互并联的三组桥臂，所述桥臂包括两个串联的IGBT，所述输出调节模块连接IGBT。
[0008]作为优选，所述电压源型逆变器的开关频率为10kHz。
[0009]作为优选，所述LC滤波器中，电感L为3Mh，电容C为90Uf。
[0010]作为优选，所述LC滤波器连接在电网与负载之间，所述负载为非线性负载。
[0011]作为优选，所述非线性负载采用三相不可控整流桥带电阻R负载，R为10Ω。
[0012]本技术的有益效果包括：通过输出调节模块控制电压源型逆变器的输出，使其在谐波域模拟为虚拟电容，使得LC滤波器与虚拟电容在指定次谐波频率处均能产生串联谐振，达到多调谐滤波器的效果，从而极大改善滤波器的滤波特性，实现谐波补偿。
附图说明
[0013]图1是本技术实施例的原理图。
具体实施方式
[0014]下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行描述。另外，为了更好的说明本技术，在下文的具体实施方式中给出了众多的具体细节。本领域技术人员应当理解，没有某些具体细节，本技术同样可以实施。在一些实例中，对于本领域技术人员熟知的方法、手段、元件和电路未做详细描述，以便于凸显本技术的主旨。
[0015]其中，在本申请实施例的描述中，除非另有说明，“/”表示或的意思，例如，A/B可以表示A或B；本文中的“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，在本申请实施例的描述中，“多个”是指两个或多于两个。
[0016]以下，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实施例的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
[0017]实施例：
[0018]图1是一种用于谐波补偿的混合型有源滤波器，包括电压源型逆变器和LC滤波器，还包括电压采集模块(未画出)和输出调节模块，电压源型逆变器和LC滤波器串联连接，电压采集模块连接LC滤波器，用于采集LC滤波器中电容两端电压，所述输出调节模块连接电压源型逆变器，用于根据电压采集模块的采集结果调节电压源型逆变器的输出。
[0019]本实施例采集LC滤波器中电容两端电压，输出调节模块根据该电压控制电压源型逆变器的输出，使电压源型逆变器等效为一个虚拟电容，提高谐波抑制效果。
[0020]本实施例的电压源型逆变器包括相互并联的三组桥臂，所述桥臂包括两个串联的IGBT，所述输出调节模块连接IGBT。
[0021]本实施例的电压源型逆变器的开关频率为10kHz。LC滤波器中，电感L为3Mh，电容C为90Uf。
[0022]其中，LC滤波器连接在电网与负载之间，所述负载为非线性负载。非线性负载采用三相不可控整流桥带电阻R负载，R为10Ω。
[0023]另外为了便于理解，下面将说明本实施例所利用的原理：
[0024]如图1所示，在谐波域内，混合型有源滤波器的单相数学模型可表示为：
[0025][0026]式中,v
sh.i
、v
lh.i
、v
Ch.i
、v
h.i
分别为电源电压、负载端电压、LC滤波器电容电压、电压源型逆变器输出电压的i次谐波分量；i
sh
、i
lh
、i
h
分别为电源电流、负载电流、电压源型逆变器输出电流的i次谐波分量。
[0027]电压源型逆变器输出电压的i次谐波分量可以表示为：
[0028]v
h.i
＝λ
i
·
v
Ch.i
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(2)
[0029]式中，λ
i
为针对i次谐波补偿的控制参数。将式(1)中v
Ch.i
的表达式代入式(2)可知，此时电压源型逆变器可等效为一虚拟电容，其电容值为C/λ
i
。通过选择恰当的λ
i
，可使得电感L与电容C/(1+λ
i
)在i次谐波频率处阻抗接近零甚至基本等于零。因此出于对精度的不同需求，λ
i
可直接设置一固定值植入输出调节模块中，或可通过预先试验计算得到本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于谐波补偿的混合型有源滤波器，包括电压源型逆变器和LC滤波器，其特征在于，还包括电压采集模块和输出调节模块，所述电压源型逆变器和LC滤波器串联连接，所述电压采集模块连接LC滤波器，用于采集LC滤波器中电容两端电压，所述输出调节模块连接电压源型逆变器，用于根据电压采集模块的采集结果调节电压源型逆变器的输出。2.根据权利要求1所述的一种用于谐波补偿的混合型有源滤波器，其特征在于，所述电压源型逆变器包括相互并联的三组桥臂，所述桥臂包括两个串联的IGBT，所述输出调节模块连接IGBT。3.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：童灵华，沈科炬，童可君，余金伟，张益军，罗立华，高栋寅，胡科杰，郑思航，
申请(专利权)人：慈溪市输变电工程有限公司，
类型：新型
国别省市：