專利名稱：一種混合結(jié)構(gòu)的有源電力濾波器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種應(yīng)用于輸配電系統(tǒng)電壓、無功、諧波綜合治理的有源電力濾 波器。
背景技術(shù)：
輸電及配電系統(tǒng)正常工作運行在工頻信號下，但隨著大量非線性負荷用電設(shè)備的 增加，注入電網(wǎng)中的諧波含量也隨之增加，引起了電壓及電流的波形畸變。供電系統(tǒng)常用的 方法是采用接觸器自動投切電力濾波器來消除諧波。該方法無法確定投切時刻點，不能克 服合間涌流問題，響應(yīng)速度慢，拉弧現(xiàn)象嚴重，接觸器在運行過程中極易損壞，運行中的設(shè) 備存在著安全隱患。另外，低壓無源晶閘管投切諧波治理裝置雖然實現(xiàn)了電容器快速無觸 點投切，但是諧波治理效果相當程度上受電網(wǎng)運行結(jié)構(gòu)隨機性改變的影響，有時會使濾波 電容器與系統(tǒng)發(fā)生并聯(lián)諧振，使諧波電流放大導(dǎo)致濾波電容器損壞或晶閘管燒毀，該事故 在低壓配電系統(tǒng)中頻繁發(fā)生。有源電力濾波器是一種用于動態(tài)抑制諧波的新型電力電子裝置，它能夠?qū)Υ笮『?頻率都變化的諧波以及變化的無功進行補償，它利用可關(guān)斷電力電子器件，產(chǎn)生與負荷電 流中諧波分量大小相等、相位相反的電流來抵消諧波的濾波裝置。本實用新型采用的是一 種混合結(jié)構(gòu)的有源電力濾波器，既有無源的部分，它對高頻諧波濾除效果好，也有有源的部 分，對低頻諧波部分有很好的濾波效果，而且不會引發(fā)其它高次諧波含量，將兩者的優(yōu)勢合 二為一。發(fā)明內(nèi)容為了提高線路功率因數(shù)，改善電網(wǎng)電能質(zhì)量，結(jié)合有源濾波器和無源濾波器的優(yōu) 點，本實用新型提出了一種混合結(jié)構(gòu)的有源電力濾波器，無論是低次諧波還是高次諧波，都 具有很好的濾波效果，濾除率達80%以上，實現(xiàn)了電壓、無功、諧波的綜合治理。如圖1所示，本實用新型所采用的技術(shù)方案是在控制過程中，通過檢測被補償對 象的電流瞬時值，經(jīng)指令電流運算電路得出諧波補償電流的指令信號，控制變流器產(chǎn)生所 需要的諧波補償電流。該諧波補償電流與負載電流中要補償?shù)闹C波成份及無功電流大小相 等而相位相反，可以相互抵消，最終獲得期望的電源電流為一完美的正弦波電流，既提高了 線路功率因數(shù)，又改善了電網(wǎng)電能質(zhì)量。
圖1、有源電力濾波器原理圖。
具體實施方式
圖1為混合結(jié)構(gòu)的有源電力濾波器的系統(tǒng)構(gòu)成原理圖。采用有源電力濾波部分與 無源單調(diào)諧電路串聯(lián)后并聯(lián)接入電網(wǎng)的方式。采用此種方式有源部分可以只承受諧波電壓，而不需要承受或只承受很小的基波電壓，從而可以減小有源部分的承受電壓，保證裝置 具有更好的濾波效能和更高的工作可靠性。圖中Is為系統(tǒng)側(cè)電流，負載為諧波源，它產(chǎn)生并消耗無功。有源電力濾波器系統(tǒng) 由兩大部分組成，即指令電流運算電路和補償電流發(fā)生電路(由電流跟蹤控制電路、驅(qū)動 電路和主電路三個部分構(gòu)成)。其中，指令運算電路的核心是檢測出補償對象中的諧波和 無功等電流分量，因此有時也稱之為諧波和無功電流檢測電路。補償電流發(fā)生電路的作用 是根據(jù)指令電流運算電路得出的補償電流的指令信號，產(chǎn)生實際的補償電流。主電路采用 PWM變流器。逆變橋采用的電力電子器件為IGBT，其它的電力電子器件如MOSFET和GTO的逆變 器橋也可考慮，但是綜合考慮到開關(guān)頻率、器件容量、開斷損耗等技術(shù)參數(shù)，IGBT逆變器橋 是最佳的選擇，也是現(xiàn)今最常用的。直流電解電容器作為三相逆變器的直流逆變側(cè)的儲能 電容。PWM電抗器把電壓源轉(zhuǎn)變?yōu)殡娏髟?。高頻RC吸收回路把由PWM開關(guān)動作產(chǎn)生的高 頻成分吸收。
權(quán)利要求1. 一種混合結(jié)構(gòu)的有源電力濾波器，其特征在于在控制過程中，通過檢測被補償對 象的電流瞬時值，經(jīng)指令電流運算電路得出諧波補償電流的指令信號，控制變流器產(chǎn)生所 需要的諧波補償電流。
專利摘要一種電壓、無功、諧波綜合治理的混合結(jié)構(gòu)有源電力濾波器，采用了有源電力濾波部分與無源單調(diào)諧電路串聯(lián)后并聯(lián)接入電網(wǎng)的方式，在控制過程中，通過檢測被補償對象的電流瞬時值，經(jīng)指令電流運算電路得出諧波補償電流的指令信號，控制變流器產(chǎn)生所需要的諧波補償電流。該諧波補償電流與負載電流中要補償?shù)闹C波成份及無功電流大小相等而相位相反，可以相互抵消。
文檔編號H02J3/18GK201839005SQ201020502500
公開日2011年5月18日 申請日期2010年8月24日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月24日
發(fā)明者張研, 賀國慶, 鄭元彬 申請人:北京思能達節(jié)能電氣股份有限公司