基于H桥混合型有源滤波器制造技术

本发明专利技术公开了一种基于H桥混合型有源滤波器。本发明专利技术中的无源滤波单元与有源滤波单元串联后与谐波源并联接入电网，由于无源滤波单元包括单调谐滤波器，除了承担滤除负载谐波外，承担电网基波电压，减小有源滤波器承受的基波电压，还可承担无功补偿，而有源滤波单元不仅可以优化无源滤波单元滤波特性外，同时还可抑制电网和无源滤波单元发生谐振，提供的插入负序电流方式解决三相间直压不均衡问题。

【技术实现步骤摘要】
基于H桥混合型有源滤波器
本专利技术涉及电网滤波技术和无功补偿领域，尤其涉及一种基于H桥混合型有源滤波器。
技术介绍
大量的非线性负载接入电网引起电网谐波污染严重导致电网电压畸变，严重影响配电网电能质量，影响生活和生产用电安全和质量。传统无源LC滤波器受电网参数影响较大，当系统阻抗和频率变化时，会与系统阻抗和电容产生串并联谐振造成谐波放大，有源滤波器能动态补偿负载谐波不受电网参数影响，但存在容量约束，承受基波电压，不适合高压系统谐波治理。目前采用混合型有源滤波器一方面利用无源滤波器承受基波电压降低有源滤波器容量，另一方面利用有源滤波器动态准确补偿谐波避免因电网参数变化引起的串并联谐振，其中较为普遍的有源滤波器结构为三相桥逆变器，在中高压场合直压侧电容承受直压较高。一种H桥逆变器结构三相间直压侧相互独立，可级联H桥降低电容承担的直压侧电压，但存在三相间直压均衡控制复杂问题。上述内容仅用于辅助理解本专利技术的技术方案，并不代表承认上述内容是现有技术。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于提供一种基于H桥混合型有源滤波器，旨在解决现有技术中谐波治理装置容量和性能及成本的技术问题。为实现上述目的，本专利技术提供一种基于H桥混合型有源滤波器，所述基于H桥混合型有源滤波器包括：无源滤波单元和有源滤波单元；所述有源滤波单元包括三个H桥模块，所述无源滤波单元包括三个单调谐滤波模块，各单调谐滤波模块分别对应一个H桥模块；每个H桥模块的左侧桥臂中点与对应的单调谐滤波模块的第一端相连，每个H桥模块的右侧桥臂中点相互连接；各单调谐滤波模块的第二端分别与电网及谐波源连接。优选地，每个H桥模块分别由绝缘栅双极型晶体管IGBT组成。优选地，每个单调谐滤波模块分别由串联连接的电容和电感组成。优选地，所述基于H桥混合型有源滤波器还包括：驱动控制器，所述驱动控制器的采样电路与所述谐波源相连，所述驱动控制器的驱动电路与所述有源滤波单元相连；所述驱动控制器，用于通过所述采样电路获取所述有源滤波单元的反馈电流，并根据补偿总指令电流与所述反馈电流生成驱动信号，并基于所述驱动电路通过所述驱动信号驱动所述有源滤波单元。优选地，所述驱动控制器，还用于计算所述输出反馈电流与所述补偿总指令电流之间的电流差值，对所述电流差值乘以增益K，获得调制波，根据所述调制波生成所述驱动信号。优选地，所述驱动控制器，还用于将所述调制波与三角波进行比较，根据比较结果生成所述驱动信号。优选地，所述补偿电流总指令由所述负载谐波指令电流、有功指令电流、负序指令电流和无功指令电流组成，所述有功指令电流由总直压控制模块获得，所述总直压控制模块用于交流侧和直流侧有功功率转换均衡，所述负序指令电流用于相间直压稳定，所述无功指令电流为所述无源滤波器补偿的基波无功电流。优选地，所述驱动控制器，还用于获取所述谐波源的负载谐波电流，对所述负载谐波电流通过离散傅里叶变换DFT算法生成负载谐波指令电流。本专利技术中的无源滤波单元与有源滤波单元串联后与谐波源并联接入电网，由于无源滤波单元包括单调谐滤波器，除了承担滤除负载谐波外，承担电网基波电压，减小有源滤波器承受的基波电压，还可承担无功补偿，而有源滤波单元不仅可以优化无源滤波单元滤波特性外，同时还可抑制电网和无源滤波单元发生谐振，提供的插入负序电流方式解决三相间直压不均衡问题。附图说明图1是本专利技术实施例的基于H桥混合型有源滤波器的结构框图；图2是本专利技术实施例的基于H桥混合型有源滤波器中驱动控制器的控制原理图；图3是本专利技术实施例的基于H桥混合型有源滤波器中谐波补偿原理图；图4是本专利技术实施例的基于H桥混合型有源滤波器中总直压控制原理图；图5是本专利技术实施例的基于H桥混合型有源滤波器中相间直压稳定插入负序电流的原理框图。本专利技术目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。具体实施方式应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。参照图1，本专利技术第一实施例提供一种基于H桥混合型有源滤波器，所述基于H桥混合型有源滤波器包括：无源滤波单元10和有源滤波单元20；所述有源滤波单元20包括三个H桥模块200，所述无源滤波单元10包括三个单调谐滤波模块100，各单调谐滤波模块100分别对应一个H桥模块200；每个H桥模块200的左侧桥臂中点与对应的单调谐滤波模块100的第一端相连，每个H桥模块200的右侧桥臂中点相互连接，连接点即图中的“N”点，即三个H桥模块200之间为星形接法；各单调谐滤波模块100的第二端分别与电网(即为图中的“A”、“B”和“C”三端)及谐波源30连接。在具体实现中，为便于实现有源滤波器，本实施例中，每个H桥模块200分别由绝缘栅双极型晶体管IGBT组成，参照图1，每个H桥模块200分别由4个IGBT和1个电容组成。需要说明的是，为实现单调谐滤波功能，本实施例中，每个单调谐滤波模块100分别由串联连接的电容和电感组成。本实施例中的无源滤波单元与有源滤波单元串联后与谐波源并联接入电网，由于无源滤波单元包括单调谐滤波器，除了承担滤除负载谐波外，承担电网基波电压，减小有源滤波器承受的基波电压，还可承担无功补偿，而有源滤波单元不仅可以优化无源滤波单元滤波特性外，同时还可抑制电网和无源滤波单元发生谐振。参照图2，为便于对所述有源滤波器进行驱动，本实施例中，所述基于H桥混合型有源滤波器还包括：驱动控制器40，所述驱动控制器40的采样电路与所述谐波源30相连，所述驱动控制器40的驱动电路与所述有源滤波单元相连；所述驱动控制器40，用于通过所述采样电路获取所述有源滤波单元的反馈电流，并根据补偿总指令电流与所述反馈电流生成驱动信号，并基于所述驱动电路通过所述驱动信号驱动所述有源滤波单元。本实施例中，所述驱动控制器40，用于获取所述谐波源30的负载谐波电流，对所述负载谐波电流通过离散傅里叶变换DFT算法生成谐波补偿电流指令，根据所述谐波补偿电流指令作为补偿电流总指令一部分。所述驱动控制器40，还用于生成驱动信号，并将所述驱动信号发送至所述有源滤波器20，以实现对所述有源滤波器20进行驱动。本实施例中，所述驱动控制器的控制内环为电流环，外环为电压环，补偿总指令电流与反馈电流相减的偏差与控制增益K相乘构成电流环，直压侧反馈电压和指令直压差值经过比例积分(PI)控制为电压环。其中，所述补偿电流总指令由所述负载谐波指令电流、有功指令电流、负序指令电流和无功指令电流组成，所述有功指令电流由总直压控制模块获得，所述总直压控制模块用于交流侧和直流侧有功功率转换均衡，所述负序指令电流用于相间直压稳定，所述无功指令电流为所述无源滤波器补偿的基波无功电流。具体地，所述驱动控制器40，还用于计算所述输出反馈电流与所述补偿总指令电流之间的电流差值，对所述电流差值乘以增益K，获得调制波，根据所述调制波生成所述驱动信号。具体地，所述驱动控制器40，还用于将所述调制波与三角波进行比较，根据比较结果生成所述驱动信号。所述补偿电流总指令由所述负载谐波指令电流、有功指令电流、负序指令电流和无功指令电流组成，所述有功指令电流由总直压控制模块获得，所述总直压控制模块用于交流侧和直流侧有功功率转换均衡，所述负序指令电流用于相间直压稳定，所述无功指令电流为所述无源滤波器补偿本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于H桥混合型有源滤波器，其特征在于，所述基于H桥混合型有源滤波器包括：无源滤波单元和有源滤波单元；所述有源滤波单元包括三个H桥模块，所述无源滤波单元包括三个单调谐滤波模块，各单调谐滤波模块分别对应一个H桥模块；每个H桥模块的左侧桥臂中点与对应的单调谐滤波模块的第一端相连，每个H桥模块的右侧桥臂中点相互连接；各单调谐滤波模块的第二端分别与电网及谐波源连接。

【技术特征摘要】
1.一种基于H桥混合型有源滤波器，其特征在于，所述基于H桥混合型有源滤波器包括：无源滤波单元和有源滤波单元；所述有源滤波单元包括三个H桥模块，所述无源滤波单元包括三个单调谐滤波模块，各单调谐滤波模块分别对应一个H桥模块；每个H桥模块的左侧桥臂中点与对应的单调谐滤波模块的第一端相连，每个H桥模块的右侧桥臂中点相互连接；各单调谐滤波模块的第二端分别与电网及谐波源连接。2.如权利要求1所述的基于H桥混合型有源滤波器，其特征在于，每个H桥模块分别由绝缘栅双极型晶体管IGBT组成。3.如权利要求1所述的基于H桥混合型有源滤波器，其特征在于，每个单调谐滤波模块分别由串联连接的电容和电感组成。4.如权利要求1～3中任一项所述的基于H桥混合型有源滤波器，其特征在于，所述基于H桥混合型有源滤波器还包括：驱动控制器，所述驱动控制器的采样电路与所述谐波源相连，所述驱动控制器的驱动电路与所述有源滤波单元相连；所述驱动控制器，用于通过所述采样电路获取所述有源滤波单元的反馈电流，并根据补偿总指令电流与所述反馈电流生成驱动信号，...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙建军，瞿李锋，习楠，詹恒，谢俊飞，
申请(专利权)人：武汉科力源电气有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北,42