有源电力滤波系统技术方案

本实用新型专利技术提供了一种有源电力滤波系统，其包括开关附件、LCL滤波回路、功率单元、预充电回路和储能单元，还包括采样回路和控制模块，功率单元的驱动模块，以及相序检测电路和脉冲分配单元；开关附件与电网相连接，LCL滤波回路经由连接于开关附件与功率单元之间，储能单元并联相接于功率单元上，预充电回路连接于储能单元和开关附件之间，采样回路与控制模块相连，控制模块经由驱动模块连接于功率单元，相序检测电路和脉冲分配单元串接于采样回路和控制模块之间；功率单元内的MOSFET器件为碳化硅MOSFET器件。本实用新型专利技术的有源电力滤波系统可解决现有技术中的问题，提供了一种满足滤波器滤波能力且使用方便的有源电力滤波系统。

【技术实现步骤摘要】
有源电力滤波系统
本技术涉及电力电子
，特别涉及一种有源电力滤波系统。
技术介绍
现有的有源电力滤波器均为采用硅材料MOSFET，单模块有源电力滤波器的工作频率最高只能达到30KHZ，由于硅MOSFET特性的制约和主电路结构的限制，工作频率难以继续提高。随着用户对滤波次数要求越来越高，目前有源电力滤波器的滤波能力在滤波次数要求高的场合很难达到要求。而且传统的硅材料MOSFET的耐压在1000V，在应用中需要通过器件串联来提高主回路耐压水平，这会使得主回路非常复杂，降低了设备的可靠性。另夕卜，现有的有源电力滤波器对于电压相位要求也比较严格，需要按照电压正序接线，否则会影响装置的性能，从而也给有源电力滤波器的使用带来不便。
技术实现思路
有鉴于此，本技术旨在提出一种有源电力滤波系统，以解决现有技术中的问题，提供一种满足滤波器滤波能力且使用方便的有源电力滤波系统。 为达到上述目的，本技术的技术方案是这样实现的: 一种有源电力滤波系统，其包括第一开关附件、LCL滤波回路、功率单元、预充电回路和储能单元，还包括采样回路和控制模块，功率单元的驱动模块，以及相序检测电路和脉冲分配单元；所述开关附件与电网相连接，LCL滤波回路的一端经由第二开关附件连接于第一开关附件，LCL滤波回路的另一端与功率单元相连，所述储能单元并联相接于功率单元上，预充电回路连接于所述储能单元和第一开关附件之间，在所述预充电回路上串接有第三开关附件，所述采样回路与控制模块的输入端相连，控制模块的输出端经由驱动模块连接于功率单元内MOSFET器件的信号输入端，所述相序检测电路和脉冲分配单元串接于采样回路和控制模块之间；所述采样回路包括电网侧电流、电压采样模块和滤波器侧电流、电压采样模块，所述功率单元内的MOSFET器件为碳化硅MOSFET器件。 进一步的，所述的驱动模块采用I⑶D614CI芯片。 进一步的，所述第二开关附件和第三开关附件间经由互锁电路连接。 进一步的，所述的控制模块为DSP控制器。 相对于现有技术，本技术具有以下优势: 本有源电力滤波器通过设置相序检测电路和脉冲分配单元，可经由采样回路的信号判别出当前系统接线的相位关系，从而脉冲分配单元可通过相序检测电路得出的相序关系分配脉冲通道，以由控制模块通过采样数据和脉冲分配关系得出相关开关信息控制功率单元开通，避免了接线相序错误带来的麻烦。碳化娃MOSFET器件具有宽禁带、高击穿电场、高热导率、相比于硅MOSFET器件在高温、高频和大功率场合应用有明显优势。I⑶D614CI芯片速度块且驱动功率大，具有很好的驱动能力。经由互锁电路连接可避免第二开关附件和第三开关附件出现同步通断而造成系统损坏。采用DSP控制器可充分利用其特点，以达到更好的应用效果。 【附图说明】 构成本技术的一部分的附图用来提供对本技术的进一步理解，本技术的示意性实施例及其说明用于解释本技术，并不构成对本技术的不当限定。在附图中: 图1为本技术实施例所述的有源电力滤波系统的结构框图； 图2为本技术实施例所述的有源电力滤波系统主回路的电路原理图。 【具体实施方式】 需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。 下面将参考附图并结合实施例来详细说明本技术。 本实施例涉及一种有源电力滤波系统，如图1和图2中所示，该系统包括第一开关附件、LCL滤波回路、功率单元、预充电回路和储能单元，还包括采样回路和控制模块，功率单元的驱动模块，以及相序检测电路和脉冲分配单元。开关附件与电网相连接，作为系统的主控开关，LCL滤波回路的一端经由第二开关附件连接于第一开关附件，LCL滤波回路的另一端与功率单元相连。储能单元并联相接于功率单元上，预充电回路连接于储能单元和第一开关附件之间，以给储能单元的电容组进行充电，在预充电回路上串接有第三开关附件。采样回路与控制模块的输入端相连，控制模块的输出端则经由驱动模块连接于功率单元内MOSFET器件的信号输入端。相序检测电路和脉冲分配单元串接于采样回路和控制模块之间，采样回路则包括电网侧电流、电压采样模块和滤波器侧电流、电压采样模块，并可实现模拟信号和数字信号间的转化。 本实施例中功率单元内的MOSFET器件为碳化硅MOSFET器件，以利用碳化硅MOSFET器件的宽禁带、高击穿电场、高热导率的特性更好的是滤波系统在高温、高频和大功率场合下使用。如图2中所示，预充电回路包括可与电网三相电源相连的限流电阻及整流二极管，储能单元包括多个并联相接于一起的电容组。LCL滤波回路用于吸收功率单元的高次谐波成分，储能单元则负责系统的能力存储。 本实施例中采用回路利用电网侧电流、电压采样模块和滤波器侧的电流、电压采样模块负责系统电流电压及有源滤波器电流电压的采样。相序检测电路负责通过采样回路的信号判别系统接线的相位关系，脉冲分配单元通过相序检测电路计算出的相序关系分配脉冲通道，从而可经由控制模块通过接收的采样数据和脉冲分配关系计算出相关开关信息以控制功率单元的开通。 本实施例中相序检测电路和脉冲分配单元可分别采用M32192F8TFP芯片和EP4CE115F芯片。控制模块可采用DSP控制器，而驱动模块则可采用速度快且驱动功率大的专用驱动器IXDD614CI。本有源电力滤波系统通过第一开关附件和预充电回路首先给储能单元进行充电，然后断开预充电回路中的第二开关附件，并闭合第三开关附件以投入LCL滤波回路，通过采样回路、相序检测电路、脉冲分配单元和控制模块以经由驱动模块控制功率单元逆变产生逆变电压。 为便于对第二开关附件和第三开关附件的控制，以避免其出现同步通断的情况，本实施例中也可使第二开关附件与第三开关附件间经由图中未示出的互锁电路连接。本滤波系统通过控制模块经由采样回路的采样计算功率单元的逆变电压与电网电压的电压差，并将该电压差加载在图中未示出的功率单元的电抗器上，由此产生系统需要的谐波电流，该谐波电流的相位与滤波系统所连电路的负载产生的谐波电流相位相反，可使其在滤波系统侧近似抵消，从而可达到滤除谐波的目的。 以上所述仅为本技术的较佳实施例而已，并不用以限制本技术，凡在本技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种有源电力滤波系统，其特征在于包括：第一开关附件、LCL滤波回路、功率单元、预充电回路和储能单元，还包括采样回路和控制模块，功率单元的驱动模块，以及相序检测电路和脉冲分配单元；所述开关附件与电网相连接，LCL滤波回路的一端经由第二开关附件连接于第一开关附件，LCL滤波回路的另一端与功率单元相连，所述储能单元并联相接于功率单元上，预充电回路连接于所述储能单元和第一开关附件之间，在所述预充电回路上串接有第三开关附件，所述采样回路与控制模块的输入端相连，控制模块的输出端经由驱动模块连接于功率单元内MOSFET器件的信号输入端，所述相序检测电路和脉冲分配单元串接于采样回路和控制模块之间；所述采样回路包括电网侧电流、电压采样模块和滤波器侧电流、电压采样模块，所述功率单元内的MOSFET器件为碳化硅MOSFET器件。

【技术特征摘要】
1.一种有源电力滤波系统，其特征在于包括:第一开关附件、LCL滤波回路、功率单元、预充电回路和储能单元，还包括采样回路和控制模块，功率单元的驱动模块，以及相序检测电路和脉冲分配单元；所述开关附件与电网相连接，LCL滤波回路的一端经由第二开关附件连接于第一开关附件，LCL滤波回路的另一端与功率单元相连，所述储能单元并联相接于功率单元上，预充电回路连接于所述储能单元和第一开关附件之间，在所述预充电回路上串接有第三开关附件，所述采样回路与控制模块的输入端相连，控制模块的输出端经由驱动模块连接于功率单元内...

【专利技术属性】
技术研发人员：齐涛，李臣，张冀源，王成，张小龙，
申请(专利权)人：保定四方三伊电气有限公司，
类型：新型
国别省市：河北;13