專利名稱：具有直流源的輸出電流反饋式的有源電力濾波方法及系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具有直流源的輸出電流反饋式的有源電力濾波方法及其系統(tǒng)，該方法及其系統(tǒng)能夠?qū)斎氲闹绷麟妷盒盘柕牡皖l紋波進(jìn)行抑制和消除，降低輸出負(fù)載的低頻紋波電壓和電流噪聲。本發(fā)明屬于直流輸電技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
通過對交流信號整流獲得的直流輸電電壓或者直流電源電壓包含大量的低頻段的紋波噪聲。這些紋波噪聲在電力系統(tǒng)的直流輸電線上將增加設(shè)備負(fù)擔(dān)，產(chǎn)生電能損耗，其電磁輻射還會干擾通訊設(shè)備。直流電源中的紋波噪聲會干擾負(fù)載設(shè)備中的有用信號，嚴(yán)重影響設(shè)備的正常運(yùn)行。傳統(tǒng)的抑制和消除紋波噪聲的方法是采用由若干電阻、電感和電容等無源器件構(gòu)成的濾波電路，這被稱為無源濾波方法。隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展，各種包含電力電子器件的裝置被應(yīng)用于電力濾波，這種濾波方法被稱為有源電力濾波。有源電力濾波能夠克服傳統(tǒng)無源濾波參數(shù)不準(zhǔn)確、無法適應(yīng)頻率和負(fù)載的變化、易發(fā)生諧振等缺點(diǎn)，具有更好的濾波性能。而且在功率較大的場合，采用有源電力濾波裝置還可以減少占地面積，降低濾波成本。
在1998年5月的《電氣和電子工程師學(xué)會的電力系統(tǒng)學(xué)報(bào)(IEEE Transactions on PowerSystems)》第13卷第2期中發(fā)表了一篇題目為《坎提-斯坎高壓直流輸電系統(tǒng)中林道姆換流站所采用的有源直流濾波器的控制原理分析(Analysis on the Control Principle of the Active DCFilter in the Lindome Converter Station ofthe Konti-Skan HVDC Link)》的文章。在這篇文章中，作者描述了一種能夠?yàn)V除整流所產(chǎn)生的低頻紋波噪聲的有源電力濾波裝置及其控制方法，其原理框圖如附圖1所示。在已有的這種有源電力濾波裝置及其控制方法中，包含紋波噪聲的直流電壓接入濾波電路的輸入端口后，首先經(jīng)過串入線路中的平波電抗器到達(dá)輸出端口，輸出端口的兩端之間連接著無源濾波裝置和與之相串聯(lián)的耦合變壓器的原邊，直流電源通過單相電壓型逆變電路接入耦合變壓器的副邊。已有這種有源電力濾波裝置的控制方法首先要通過電流互感器測量得到輸出端口上的電流iout而后濾除iout中的直流成分和噪聲，提取出紋波電流il。紋波電流il再經(jīng)過梳狀濾波或者槽狀濾波得到中間信號ir。如果需要濾除頻率為fi的紋波成分，所選的梳狀濾波或者槽狀濾波的傳遞函數(shù)Fa(s)應(yīng)該具有接近±j2πfi的兩個(gè)極點(diǎn)，從而傳遞函數(shù)Fa(s)的幅頻響應(yīng)在頻點(diǎn)fi處趨近于無窮大。然后，中間信號ir經(jīng)過系統(tǒng)補(bǔ)償處理得到脈寬調(diào)制的參考波信號ua，參考波信號ua經(jīng)過脈寬調(diào)制產(chǎn)生控制脈沖，控制脈沖信號被功率放大后用以驅(qū)動單相電壓型逆變電路。于是，在耦合變壓器的的原邊得到將參考波信號ua中的低頻交流成分幅度放大后的電壓信號。如果假設(shè)整個(gè)濾波裝置的輸入電壓紋波為0，而將參考波信號ua作為唯一激勵(lì)源，再將濾波裝置的輸出端口所產(chǎn)生的電流ila作為響應(yīng)，則可以依據(jù)電路參數(shù)得到這個(gè)輸入輸出系統(tǒng)的傳遞函數(shù)Gh。文獻(xiàn)中設(shè)計(jì)的系統(tǒng)補(bǔ)償處理的傳遞函數(shù)特性需要滿足FC=1Gh.]]>已有的這個(gè)有源電力濾波系統(tǒng)的傳遞函數(shù)模型為圖2所示。圖2中的輸入信號ilh是當(dāng)參考波信號ua為0，輸入端口的紋波電壓單獨(dú)作用時(shí)，在濾波裝置輸出端口的紋波電流。整個(gè)濾波控制的傳遞函數(shù)為FS(S)=ililh=11+Fa]]>因?yàn)镕a(s)的極點(diǎn)是Fs(s)的零點(diǎn)，所以如果梳狀濾波或者槽狀濾波的傳遞函數(shù)Fa(s)具有接近于±j2πfi的極點(diǎn)，則|Fs(±j2πfi)|將趨近于0，即濾波控制系統(tǒng)能夠抑制頻率為fi的低頻紋波。
已有的這種有源電力濾波裝置及其控制方法的原理基礎(chǔ)是系統(tǒng)的控制模型。其中的系統(tǒng)補(bǔ)償處理部分的設(shè)計(jì)需要依賴于電路的各種參數(shù)。如果負(fù)載發(fā)生變化，則需要系統(tǒng)補(bǔ)償處理也相應(yīng)改變。這就加大了系統(tǒng)補(bǔ)償處理的難度，容易引起控制振蕩，同時(shí)也會降低紋波抑制的效果。已有的這種有源電力濾波方法中梳狀濾波或槽狀濾波的設(shè)計(jì)也是困難的，原理上濾波處理的傳遞函數(shù)Fa(s)的極點(diǎn)越接近于±j2πfi則對頻率為fi的紋波的抑制效果就越好，但是這勢必使濾波處理不穩(wěn)定。同時(shí)，這也會使中間信號ir和參考波信號ua過大，如果超出脈寬調(diào)制輸入的允許范圍，則會使控制系統(tǒng)無法穩(wěn)定，不能達(dá)到抑制紋波的作用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提出一種具有直流源的輸出電流反饋式的有源電力濾波方法及其系統(tǒng)，希望能夠克服已有的有源電力濾波裝置在控制方法上的不足，減小控制原理受負(fù)載變化的影響，明確控制參數(shù)的物理意義，使設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)更加簡單，避免脈寬調(diào)制的輸入信號超出允許范圍，增強(qiáng)控制處理過程的穩(wěn)定性。
本發(fā)明提出的具有直流源的輸出電流反饋式的有源電力濾波方法包括以下步驟(1)測量出包含關(guān)心頻率范圍內(nèi)紋波電流成分的輸出端口電流iout；(2)將測量得到的輸出端口電流iout通過一個(gè)傳遞函數(shù)F(s)的相頻特性在-90°～90°范圍內(nèi)的帶通濾波處理，得到濾波信號iF；(3)將濾波信號iF乘以增益系數(shù)A得到脈寬調(diào)制用的參考信號iref，即iref＝A×iF，增益系數(shù)A是正數(shù)，其選取值要使參考信號iref在控制系統(tǒng)穩(wěn)定時(shí)的幅值iref max＜1.2×AΔ，AΔ是脈寬調(diào)制處理采用的調(diào)制信號幅值，取任意正數(shù)值；(4)將參考信號iref進(jìn)行脈寬調(diào)制處理后獲得一組方波脈沖信號，方波脈沖信號的路數(shù)等于單相電壓型逆變電路中受控的電力電子器件數(shù)目，脈寬調(diào)制處理的脈沖發(fā)生頻率應(yīng)大于所關(guān)心的低頻紋波頻帶上限的2倍，由這組方波脈沖信號控制的單相電壓型逆變電路所輸出的電壓脈沖的占空比應(yīng)滿足下式 (5)將上述第(4)步獲得的方波脈沖信號進(jìn)行功率放大后去驅(qū)動單相電壓型逆變電路中的電力電子器件，用以改變具有直流電源供電的單相電壓型逆變電路輸出的電壓脈沖的占空比，并且使該電壓脈沖的占空比滿足步驟(4)中要求；(6)將上述電壓脈沖加載到耦合變壓器副邊，通過耦合變壓器原邊作用于由平波電抗器、無源濾波裝置構(gòu)成的電路，用以在輸出端口得到低頻紋波被濾波后的電壓和電流輸出信號。
根據(jù)前述的具有直流源的輸出電流反饋式的有源電力濾波方法而提出的有源電力濾波系統(tǒng)的組成為有源電力濾波電路，它含有串接在包含紋波噪聲的直流電壓輸入信號的入端線路上的平波電抗器，依次串接在該平波電抗和回路電極之間的用以承擔(dān)直流電壓的無源濾波裝置以及耦合變壓器的原邊，輸出接入到耦合變壓器副邊的單相電壓型逆變電路，輸出接入到單相電壓型逆變電路輸入端的直流電源；安裝在濾波后的電壓輸出信號的輸出回路上的電流互感器；依次與該電流互感器的測量輸出端串接的帶通濾波部分、增益放大部分以及脈寬調(diào)制部分；脈沖驅(qū)動電路，其輸入端與上述脈寬調(diào)制部分輸出的脈沖信號相連接，而其輸出端則與單相電壓型逆變電路的觸發(fā)控制端相連接。在這個(gè)系統(tǒng)中，耦合變壓器的變比n(n＞0)和直流電源輸出電壓Ud(Ud＞0)應(yīng)該滿足n×Ud等于或大于耦合變壓器副邊短路時(shí)輸出端口在關(guān)心頻率范圍內(nèi)的紋波電壓的最大幅值；帶通濾波部分、增益放大部分以及脈寬調(diào)制部分既可以采用電路，也可以采用軟件算法實(shí)現(xiàn)。
本發(fā)明的有源電力濾波方法及其系統(tǒng)的工作原理可以用圖4所示的簡化電路模型來說明。在圖4中只考慮關(guān)心頻帶內(nèi)的紋波，直流量被忽略，電路參數(shù)采用拉普拉斯形式表示，輸入電壓的紋波噪聲為 平波電抗器參數(shù)是Ls·s，無源濾波裝置加上耦合變壓器短路阻抗的總阻抗是Zc(s)，輸出端口的紋波噪聲電流為 輸出端口的紋波噪聲電流為 于是，本發(fā)明的有源電力濾波方法及其系統(tǒng)相當(dāng)于產(chǎn)生了一個(gè)與無源濾波裝置相串聯(lián)的由輸出紋波電流 控制的電壓源 其中的比例項(xiàng)K(s)由帶通濾波處理的傳遞函數(shù)F(s)、控制增益A、脈寬調(diào)制信號幅值A(chǔ)Δ、耦合變壓器變比n和直流電源的電壓Ud共同決定，其關(guān)系式為K(s)=F(s)·A·n·UdAΔ]]>從輸入電壓到輸出端口的電路可以進(jìn)行戴維南電路等效，如圖5所示。等效電壓 和等效阻抗Zeq(s)為U~ineq=ZC(s)Ls·s+ZC(s)U~in]]>Zeq(s)=(K(s)+ZC(s))·Ls·sLs·s+ZC(s)]]>由此可以看到，等效電壓 是和受控量K(s)無關(guān)的，而且平波電抗器的電感值Ls值增大可以降低這個(gè)等效的紋波電壓，阻抗Zc(s)在所關(guān)心的紋波頻率的模越小也可以降低等效紋波電壓。顯然，等效紋波電壓的降低可以使輸出端的紋波電壓 和紋波電流 降低。本發(fā)明的有源電力濾波方法所調(diào)節(jié)的是串入線路的等效阻抗Zeq(s)。如果K(s)、Ls·s和Zc(s)在紋波頻點(diǎn)fi滿足|K(j2πfi)|＞＞|Zc(j2πfi)||j2πfi·Ls|＞＞|Zc(j2πfi)|那么近似有如下關(guān)系Zeq(j2πfi)≈K(j2πfi)所以，如果固定帶通濾波處理的傳遞函數(shù)F(s)、脈寬調(diào)制信號幅值A(chǔ)Δ、耦合變壓器變比n和直流電源的電壓Ud后，改變控制增益A就等效為控制串入線路的等效阻抗Zeq(s)。理論上，在關(guān)心頻率fi的等效阻抗Zeq(j2πfi)的模越大，則輸出端頻率為fi的紋波電壓 和紋波電流 就越小。以控制增益A越大，則低頻紋波的抑制效果就越好。但是控制增益A的增大也會使參考信號iref中的調(diào)制頻率的噪聲信號增加，所以控制增益A的取值應(yīng)該是使參考信號iref在控制系統(tǒng)穩(wěn)定時(shí)的幅值不超過1.2×AΔ的較大正數(shù)值。
基于上述對本發(fā)明有源電力濾波方法的工作原理的分析可見，本發(fā)明方法不受電路參數(shù)特別是負(fù)載狀況的影響，控制中無需系統(tǒng)補(bǔ)償?shù)奶幚憝h(huán)節(jié)，即可完成對于紋波的抑制和消除。所以本發(fā)明的控制方法原理更清晰，在設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)上更簡單。通過調(diào)節(jié)增益系數(shù)A可以防止脈寬調(diào)制的輸入?yún)⒖疾ǚ党鲈试S范圍，從而避免了控制中的不穩(wěn)定。基于改變紋波電壓等效串入阻抗Zeq(s)的工作原理，只要帶通濾波處理部分的傳遞函數(shù)F(s)的相頻特性在-90°～90°范圍內(nèi)，即等效阻抗Zeq(s)具有正電阻特性，則本發(fā)明的有源電力濾波系統(tǒng)就能夠穩(wěn)定，而且等效阻抗Zeq(s)的正電阻分量越大，穩(wěn)定性和紋波抑制效果就越好。
仿真實(shí)驗(yàn)表明，本發(fā)明有源電力濾波方法及其系統(tǒng)的穩(wěn)定性和紋波抑制效果均達(dá)到實(shí)用要求。


圖1是已有的一種有源電力濾波裝置及其控制方法的原理框圖。
圖2是已有的一種有源電力濾波裝置及其控制方法的傳遞函數(shù)模型。
圖3是本發(fā)明的具有直流源的輸出電流反饋式的有源電力濾波方法及其系統(tǒng)的原理框圖。
圖4是本發(fā)明的有源電力濾波方法及其系統(tǒng)的簡化電路模型。
圖5是本發(fā)明的有源電力濾波方法及其系統(tǒng)的戴維南等效電路模型。
圖6是本發(fā)明實(shí)施例中用來產(chǎn)生包含紋波噪聲的直流電壓輸入信號的500千伏直流輸電系統(tǒng)的整流電路。
圖7是本發(fā)明實(shí)施例中作為有源電路濾波系統(tǒng)輸出負(fù)載的電路。
圖8是本發(fā)明實(shí)施例中所采用的單調(diào)諧無源濾波裝置的電路。
圖9是本發(fā)明實(shí)施例中采用的帶通濾波處理的幅頻特性曲線。
圖10是本發(fā)明實(shí)施例中采用的帶通濾波處理的相頻特性曲線。
圖11是本發(fā)明實(shí)施例中耦合變壓器副邊從短路到開路時(shí)的輸入脈寬調(diào)制處理的參考波波形。
圖12是本發(fā)明實(shí)施例中耦合變壓器副邊從短路到開路時(shí)的輸出端電壓波形。
圖13是本發(fā)明實(shí)施例中耦合變壓器副邊從短路到開路時(shí)的輸出端電流波形。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施例是為降低500千伏直流輸電系統(tǒng)的整流電路加載到輸電線路上的低頻紋波噪聲而設(shè)計(jì)的。從交流整流為直流的電路如圖6所示，其中三相交流母線頻率為50Hz，線電壓是382.9千伏；星/三角類型的變壓器T1和星/星類型的變壓器T2的變比均為345.0干伏∶213.5千伏，額定容量603.7兆伏安，短路阻抗的標(biāo)么值為0.18；采用一個(gè)由12只可控硅構(gòu)成的整流橋?qū)崿F(xiàn)12脈沖整流電路，導(dǎo)通控制角取5度，輸出的直流電壓約500千伏。該整流電路產(chǎn)生的輸入本發(fā)明有源電力濾波系統(tǒng)的電壓主要包含600、1200、1800、2400赫茲的低頻紋波。
本發(fā)明有源電力濾波方法及其系統(tǒng)的實(shí)施例的輸出負(fù)載如圖7所示。在圖7中包括一條250公里的輸電線路，輸電線采用距離地面50米間距0.46米的雙分裂導(dǎo)線，正上方高8米是防雷地線，大地作為回路電極。輸電線另一端有L1＝0.2亨的平波電抗器，R1＝250歐負(fù)載電阻，以及由三個(gè)電容(C1＝0.84微法，C2＝3.0微法，C3＝0.209微法)、兩個(gè)電感(L2＝0.84毫亨，L3＝0.336亨)和兩個(gè)電阻(R2＝10千歐，R3＝6.3歐)構(gòu)成的無源濾波電路。
本發(fā)明有源電力濾波方法及其系統(tǒng)的實(shí)施例的電路結(jié)構(gòu)如圖3中所示。其中輸入線路一端串入的平波電抗器Ls取0.2亨；與耦合變壓器原邊串聯(lián)后再一起并聯(lián)在輸出端口的無源濾波裝置采用如圖8所示的單調(diào)諧電路，其中電容Cc＝1.0微法，電感Lc＝0.0312亨，諧振頻率為900赫茲，顯然無源濾波裝置相對直流是開路狀態(tài)，直流電壓將加載到電容Cc上；耦合變壓器的變比為20千伏∶10千伏，即n＝2，耦合變壓器的短路阻抗相對其它電路參數(shù)可以忽略不計(jì)；一個(gè)輸出Ud＝10千伏的直流電源經(jīng)過由4支IGBT以及與IGBT反向并聯(lián)的4支二極管構(gòu)成電壓型的逆變電路接入耦合變壓器的副邊。耦合變壓器的變比n和直流電源電壓Ud的乘積為n·Ud＝20千伏，大于耦合變壓器副邊短路時(shí)濾波電路輸出端口在關(guān)心頻率范圍內(nèi)的紋波電壓的最大幅值(約6千伏)。
本發(fā)明實(shí)施例的控制方法的第一步先通過電流互感器測量輸出端口電流iout，單位取千安。帶通濾波處理由分別對應(yīng)600、1200、1800、2400赫茲的四個(gè)單調(diào)諧濾波器，以及將這四個(gè)濾波器的輸出信號求和的電路構(gòu)成，其傳遞函數(shù)為F(s)=0.04·(2π·600)·ss2+0.04·(2π·600)·s+(2π·600)2+0.04·(2π·1200)·ss2+0.04·(2π·1200)·s+(2π·1200)2]]>+0.04·(2π·1800)·ss2+0.04·(2π·1800)·s+(2π·1800)2+0.04·(2π·2400)·ss2+0.04·(2π·2400)·s+(2π·2400)2]]>帶通濾波處理的幅頻特性曲線和相頻特性曲線分別如圖9和圖10所示。濾波處理輸出得到的濾波信號iF輸入到增益放大電路得到用以脈寬調(diào)制的參考信號iref，增益放大電路的放大系數(shù)為A＝625，即iref＝625·iF。脈寬調(diào)制采用參考波和調(diào)制三角波的比較電路實(shí)現(xiàn)。調(diào)制三角波發(fā)生電路產(chǎn)生頻率為10千赫茲，最大幅值為A△＝1.0的調(diào)制三角波。如果參考信號iref幅值大于調(diào)制三角波的當(dāng)前幅值，則脈寬調(diào)制輸出信號經(jīng)過脈沖驅(qū)動電路后將控制逆變電路在耦合變壓器副邊加載-Ud的電壓(以圖3中的標(biāo)注為正電壓方向)；如果參考信號iref幅值小于調(diào)制三角波的當(dāng)前幅值，則脈寬調(diào)制輸出信號經(jīng)過脈沖驅(qū)動電路后將控制逆變電路在耦合變壓器副邊加載+Ud的電壓。
對本發(fā)明有源電力濾波方法及其系統(tǒng)的實(shí)施例進(jìn)行仿真計(jì)算。在開始的0.4秒鐘內(nèi)，耦合變壓器副邊短路，控制不起作用。在0.4秒之后，電壓型逆變電路接入耦合變壓器副邊，本發(fā)明方法開始工作。圖11給出了從0.38秒到0.47秒的輸入脈寬調(diào)制處理的參考信號iref的波形。本發(fā)明有源電力濾波系統(tǒng)在啟動0.04秒基本達(dá)到控制穩(wěn)定，此后的參考信號iref幅值沒有超過1.2倍的調(diào)制三角波最大幅值，即1.2×AΔ＝1.2。從圖12的輸出端電壓波形和圖13的輸出端電流波形可見，耦合變壓器副邊短路時(shí)輸出端電壓和電流包含明顯的低頻紋波，本發(fā)明的方法啟動0.04秒后，低頻紋波明顯消除。進(jìn)一步的頻譜分析也能夠說明低頻紋波被抑制的效果。值得指出的是，本發(fā)明有源電力濾波方法及其系統(tǒng)旨在消除低頻紋波，但會同時(shí)引入電力電子器件開關(guān)造成的調(diào)制頻率的噪聲，圖11、12、13也反映出這點(diǎn)。當(dāng)然，抑制低頻紋波后，高頻的噪聲通過一些簡單的濾波電路即可消除。
權(quán)利要求
1.具有直流源的輸出電流反饋式的有源電力濾波方法含有測量、濾波、脈寬調(diào)制、脈沖驅(qū)動的步驟，其特征在于該方法是一種使串入線路的等效阻抗具有正電阻特性，并且通過改變增益系數(shù)來控制等效阻抗的數(shù)值，從而減小所關(guān)心頻率范圍內(nèi)的輸出端紋波電壓和紋波電流的有源電力濾波方法，該方法包括如下步驟(1)測量出包含關(guān)心頻率范圍內(nèi)紋波電流成分的輸出端口電流iout；(2)將測量得到的輸出端口電流iout通過一個(gè)傳遞函數(shù)F(s)的相頻特性在-90°～90°范圍內(nèi)的帶通濾波處理，得到濾波信號iF；(3)將濾波信號iF乘以增益系數(shù)A得到脈寬調(diào)制用的參考信號iref，即iref＝A×iF，增益系數(shù)A是正數(shù)，其選取值要使參考信號iref在控制系統(tǒng)穩(wěn)定時(shí)的幅值iref max＜1.2×AΔ，AΔ是脈寬調(diào)制處理采用的調(diào)制信號幅值，取任意正數(shù)值；(4)將參考信號iref進(jìn)行脈寬調(diào)制處理后獲得一組方波脈沖信號，方波脈沖信號的路數(shù)等于單相電壓型逆變電路中受控的電力電子器件數(shù)目，脈寬調(diào)制處理的脈沖發(fā)生頻率應(yīng)大于所關(guān)心的低頻紋波頻帶上限的2倍，由這組方波脈沖信號控制的單相電壓型逆變電路所輸出的電壓脈沖的占空比應(yīng)滿足下式 (5)將上述第(4)步獲得的方波脈沖信號進(jìn)行功率放大后去驅(qū)動單相電壓型逆變電路中的電力電子器件，用以改變具有直流電源供電的單相電壓型逆變電路輸出的電壓脈沖的占空比，并且使該電壓脈沖的占空比滿足步驟(4)中要求；(6)將上述電壓脈沖加載到耦合變壓器副邊，通過耦合變壓器原邊作用于由平波電抗器、無源濾波裝置構(gòu)成的電路，用以在輸出端口得到低頻紋波被濾波后的電壓和電流輸出信號。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有直流源的輸出電流反饋式的有源電力濾波方法而提出的有源電力濾波系統(tǒng)，含有有源電力濾波電路，其特征在于該系統(tǒng)包含如下部分有源電力濾波電路，它含有串接在包含紋波噪聲的直流電壓輸入信號的入端線路上的平波電抗器，依次串接在該平波電抗和回路電極之間的用以承擔(dān)直流電壓的無源濾波裝置以及耦合變壓器的原邊，輸出接入到耦合變壓器副邊的單相電壓型逆變電路，輸出接入到單相電壓型逆變電路輸入端的直流電源；電流互感器安裝在濾波后的電壓輸出信號的輸出回路上；依次與該電流互感器的測量輸出端串接的帶通濾波部分、增益放大部分以及脈寬調(diào)制部分；脈沖驅(qū)動電路其輸入端與上述脈寬調(diào)制部分輸出的脈沖信號相連接，而其輸出端則與單相電壓型逆變電路的觸發(fā)控制端相連接；其中，耦合變壓器的變比n(n＞0)和直流電源輸出電壓Ud(Ud＞0)應(yīng)該滿足n×Ud等于或大于耦合變壓器副邊短路時(shí)輸出端口在關(guān)心頻率范圍內(nèi)的紋波電壓的最大幅值；帶通濾波部分，增益放大部分以及脈寬調(diào)制部分既可以采用電路，也可以采用軟件算法實(shí)現(xiàn)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種具有直流源的輸出電流反饋式的有源電力濾波方法及系統(tǒng)，屬于直流輸電技術(shù)領(lǐng)域。其特征在于該方法是一種使串入等效阻抗具有正電阻特性，并通過增益系數(shù)來控制等效阻抗的數(shù)值，從而減小輸出端紋波電壓和紋波電流的有源電力濾波方法；由此方法提出的系統(tǒng)的特征在于在有源電力濾波電路的輸出端安裝電流互感器，所測電流信號經(jīng)過帶通濾波部分、增益放大部分、脈寬調(diào)制部分和脈沖驅(qū)動電路，進(jìn)而去控制具有直流電源供電的單相電壓型逆變電路，使之產(chǎn)生的電壓脈沖在經(jīng)過耦合變壓器接入到由平波電抗器和無源濾波裝置構(gòu)成的電路中，從而完成對紋波的抑制。本發(fā)明方法物理意義明確，易于實(shí)現(xiàn)，具有良好的穩(wěn)定性和紋波抑制效果。
文檔編號H02J1/02GK1452288SQ0312409
公開日2003年10月29日 申請日期2003年5月1日 優(yōu)先權(quán)日2003年5月1日
發(fā)明者龐浩, 王贊基, 張海波 申請人:清華大學(xué)