一种并联混合型有源滤波器及其质量检测方法技术

本发明专利技术实施例公开了一种并联混合型有源滤波器，包括并联到三相电网和非线性负载之间的有源装置和无源装置，其中，所述无源装置包括无源滤波器组和补偿电容器，所述无源滤波器组和补偿电容器分别并联到三相电网和非线性负载之间；所述有源装置包括两个直流侧电容和逆变器，所述直流侧电容的容值相等，两个所述直流侧电容串联后与所述逆变器并联连接，所述逆变器包括相互并联的两组桥臂，所述桥臂包括两个串联的IGBT；两个直流侧电容串接中点和所述桥臂的中点并联到所述三相电网和三相负载之间。本发明专利技术提出的新型并联混合型有源滤波器具有良好的谐波抑制和无功补偿性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及有源电力滤波
，特别是涉及一种并联混合型有源滤波器及其质量检测方法。
技术介绍
谐波使电能的生产、传输和利用的效率降低，使电气设备过热、产生振动和噪声，并使绝缘老化，使用寿命缩短，甚至发生故障或烧毁。谐波可引起电力系统局部并联谐振或串联谐振，使谐波含量放大，造成电容器等设备烧毁。谐波还会引起继电保护和自动装置误动作，使电能计量出现混乱。对于电力系统外部，谐波对通信设备和电子设备会产生严重干扰。随着大量非线性负荷的使用，造成供电系统中谐波污染越来越严重，谐波损耗也日益增加，对我国节能降损的影响也日益严重。目前已有许多学者和研究机构对谐波抑制进行了研究，常用的谐波抑制手段是在电网中装设无源滤波器(PPF)、有源滤波器(APF)或者无源滤波器和有源滤波器综合的混合型有源滤波器(HAPF)。但在中高压系统中，单独的无源滤波器只能对特定次谐波进行滤波，而单独的有源滤波器存在补偿容量较小和价格高的问题。因此混合型有源滤波器成为目前实际应用的热点。现有技术中，混合型有源滤波器适用于中高压电网，并可进行大容量的无功补偿，但混合型有源滤波器在运行过程中，其逆变器损耗较大，整套装置成本较高。
技术实现思路
本专利技术实施例中提供了一种并联混合型有源滤波器及其质量检测方法，以解决现有技术中的混合型有源滤波器在运行过程中，逆变器损耗大，整套装置成本高的问题。为了解决上述技术问题，本专利技术实施例公开了如下技术方案：本专利技术实施例提供了一种并联混合型有源滤波器，包括并联到三相电网和非线性负载之间的有源装置和无源装置，其中，所述无源装置包括无源滤波器组和补偿电容器，所述无源滤波器组和补偿电容器分别并联到三相电网和非线性负载之间；所述有源装置包括两个直流侧电容和逆变器，所述直流侧电容的容值相等，两个所述直流侧电容串联后与所述逆变器并联连接，所述逆变器包括相互并联的两组桥臂，所述桥臂包括两个串联的IGBT；两个直流侧电容串接的中点和所述桥臂的中点并联到所述三相电网和非线性负载之间。优选地，所述有源装置还包括串联连接的耦合变压器和一组无源滤波器，所述耦合变压器和所述无源滤波器均与所述有源装置串联连接。优选地，所述有源装置还包括用于补偿较大容量的无功功率的注入电容。优选地，所述有源装置的输出端串联有用于滤除开关器件通断造成的高频毛刺的三相电感。一种并联混合型有源滤波器的质量检测方法，用于检测权利要求1-4任一所述的并联混合型有源滤波器，包括：计算电网参考电流；根据所述电网参考电流，计算电网电流的误差值；根据所述电网电流的误差值，确定并联混合型有源滤波器的精确等级。优选地，所述计算电网参考电流，包括：获取单相电网电压和单相电网电流；根据所述单相电网电压和单相电网电流，计算电纳性质的参数G；根据所述参数G和所述单相电网电压，计算电网参考电流。优选地，电网电流的误差值为所述单相电网电流与所述电网参考电流之间的差值。优选地，所述根据所述电网电流的误差值，确定并联混合型有源滤波器的精确等级，包括：预先存储与质量等级对应的误差阈值范围；根据误差值，查找与所述误差值对应的误差阈值范围；根据误差阈值范围确定与所述误差值对应的质量等级。由以上技术方案可见，本专利技术实施例提供的并联混合型有源滤波器，包括并联到三相电网和非线性负载之间的有源装置和无源装置，其中，所述无源装置包括无源滤波器组和补偿电容器，所述无源滤波器组和补偿电容器分别并联到三相电网和非线性负载之间；所述有源装置包括两个直流侧电容和逆变器，所述直流侧电容的容值相等，两个所述直流侧电容串联后与所述逆变器并联连接，所述逆变器包括相互并联的两组桥臂，所述桥臂包括两个串联的IGBT；两个直流侧电容串接中点和所述桥臂的中点并联到所述三相电网和三相负载之间。本专利技术提出一种新型的并联混合型有源滤波器的结构，可以进一步降低整套装置的成本，主要原理是：有源逆变器采用三相四开关结构，减少了开关器件的数量，同时降低了逆变器的损耗；此外还采用了一种单相电流的谐波检测方法，减少了相应检测器件和控制执行器件的使用，检测计算时间显著减少。仿真实验及工程应用都验证了该结构的有效性。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例提供的一种并联混合型有源滤波器的拓扑结构示意图；图2为本专利技术实施例提供的一种三相四开关的逆变器的结构示意图；图3为本专利技术实施例提供的一种单相电气模型示意图；图4为本专利技术实施例提供的一种并联混合型有源滤波系统的等效电路图；图5为本专利技术实施例提供的一种并联混合型有源滤波器质量检测方法流程示意图；图6为本专利技术实施例提供的一种计算电网参考电流的流程示意图；图7为本专利技术实施例提供的一种并联混合型有源滤波器的精确等级确定流程示意图；图8(a)为本专利技术实施例提供的一种补偿前的电网电流波形图；图8(b)为本专利技术实施例提供的一种补偿后的电网电流波形图；图1-图8(b)，符号表示：1-三相电网，2-非线性负载，3-无源装置，4-注入电容，5-耦合变压器，6-三相电感，7-逆变器，71-直流侧电容，72-IGBT，8-输出滤波器的阻抗，9-耦合变压器阀侧的等效电压源。具体实施方式为了使本
的人员更好地理解本专利技术中的技术方案，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本专利技术保护的范围。第一方面参见图1，为本专利技术实施例提供的一种并联混合型有源滤波器的拓扑结构示意图，包括并联到三相电网1和非线性负载2之间的有源装置和无源装置3，所述无源装置3包括无源滤波器组和补偿电容器，所述无源滤波器组和补偿电容器分别并联到三相电网1和非线性负载2之间；所述有源装置包括两个直流侧电容71和逆变器7，所述直流侧电容71的容值相等，两个所述直流侧电容71串联后与所述逆变器7并联连接，所述逆变器7为三相四开关电压型逆变器，是基于自关断器件的脉宽调制逆变器。所述有源装置还包括串联连接的耦合变压器5和一组无源滤波器本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种并联混合型有源滤波器，其特征在于，包括并联到三相电网(1)和非线性负载(2)之间的有源装置和无源装置(3)，其中，所述无源装置(3)包括无源滤波器组和补偿电容器，所述无源滤波器组和补偿电容器分别并联到三相电网(1)和非线性负载(2)之间；所述有源装置包括两个直流侧电容(71)和逆变器(7)，所述直流侧电容(71)的容值相等，两个所述直流侧电容(71)串联后与所述逆变器(7)并联连接，所述逆变器(7)包括相互并联的两组桥臂，所述桥臂包括两个串联的IGBT(72)；两个直流侧电容(71)串接的中点和所述桥臂的中点并联到所述三相电网(1)和非线性负载(2)之间。

【技术特征摘要】
1.一种并联混合型有源滤波器，其特征在于，包括并联到三相电网(1)和非线性
负载(2)之间的有源装置和无源装置(3)，其中，
所述无源装置(3)包括无源滤波器组和补偿电容器，所述无源滤波器组和补偿电容
器分别并联到三相电网(1)和非线性负载(2)之间；
所述有源装置包括两个直流侧电容(71)和逆变器(7)，所述直流侧电容(71)的
容值相等，两个所述直流侧电容(71)串联后与所述逆变器(7)并联连接，所述逆变器
(7)包括相互并联的两组桥臂，所述桥臂包括两个串联的IGBT(72)；两个直流侧电容
(71)串接的中点和所述桥臂的中点并联到所述三相电网(1)和非线性负载(2)之间。
2.根据权利要求1所述的并联混合型有源滤波器，其特征在于，所述有源装置还包
括串联连接的耦合变压器(5)和一组无源滤波器，所述耦合变压器(5)和所述无源滤
波器均与所述有源装置串联连接。
3.根据权利要求1所述的并联混合型有源滤波器，其特征在于，所述有源装置还包
括用于补偿较大容量的无功功率的注入电容(4)。
4.根据权利要求1所述的并联混合型有源滤波器，其特征在于，所述有源装置的输
出端串联有用于滤除开关器件通...

【专利技术属性】
技术研发人员：沈鑫，黄星，周年荣，
申请(专利权)人：云南电网有限责任公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：云南;53