一种有源电力滤波器电源谐波补偿系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种有源电力滤波器电源谐波补偿系统及方法，包括ARM处理器、谐波检测模块、谐波补偿模块和滤波器，ARM处理器分别连接谐波检测模块、谐波补偿模块，滤波器分别连接电网输出端和ARM处理器，ARM处理器分别连接存储器和上位机，本发明专利技术结构原理简单，能够实现对电网电源的电压和电流进行补偿，提高了有源电力滤波器滤波性能。

A harmonic compensation system and its method for active power filter power supply

The invention discloses an active power filter power supply harmonic compensation system and method, including an ARM processor, a harmonic detection module, a harmonic compensation module and a filter. The ARM processor is respectively connected with a harmonic detection module and a harmonic compensation module, and the filters are respectively connected with the power grid output terminal and an ARM processor, and the ARM processor is respectively connected with the ARM processor. Connecting the memory and the host computer, the structure and principle of the invention are simple, and the voltage and current of the power supply can be compensated, and the filtering performance of the active power filter can be improved.

【技术实现步骤摘要】
一种有源电力滤波器电源谐波补偿系统及方法
本专利技术涉及电力滤波器
，具体为一种有源电力滤波器电源谐波补偿系统及方法。
技术介绍
有源电力滤波器主要作用为补偿电力负载的谐波电流，通过安装在负载侧的电流互感器检测负载的谐波电流作为指令控制滤波器输出反向的谐波电流，进而使电网侧电流无谐波。在进行有源电力滤波器设计时，为了减小滤波器本身输出的高频纹波，一般采用LCL输出滤波方式。由于电容滤波C的引入，在电网接入点将呈现一定的低频容抗特性，在电网加载电压时，将会导致无功电流的流入，特别是电网电压有谐波畸变时，将会引入一定的谐波电流，加深电网电流的畸变。在目前多数的工业现场，由于带载较重，现场环境电压畸变也较为严重，有源电力滤波器能够补偿负载的谐波电流；即，电源滤波器在进行滤波的时候自身也会产生谐波电流，现有技术中对引入的谐波电流无法进行有效的补偿，导致电力滤波器使用性能差。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种有源电力滤波器电源谐波补偿系统及方法，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种有源电力滤波器电源谐波补偿系统,包括ARM处理器、谐波检测模块、谐波补偿模块和滤波器，所述ARM处理器分别连接谐波检测模块、谐波补偿模块，所述滤波器分别连接电网输出端和ARM处理器，所述ARM处理器分别连接存储器和上位机。优选的，所述谐波检测模块包括微处理器、霍尔电流传感器、电压互感器和过零比较器，所述霍尔电流传感器电性连接微处理器，所述电压互感器通过过零比较器与鉴相器电性连接，所述鉴相器、低通滤波器和函数发生器依次循环连接，所述函数发生器与微处理器电性连接，所述微处理器型号采用TMS320F2812。优选的，所述谐波补偿模块包括三组并联连接的IGBT组、电感A、电感B、电感C，三组IGBT组包括第一IGBT组、第二IGBT组和第三IGBT组，所述第一IGBT组包括串联连接的IGBTA、IGBTB、IGBTC、IGBTD，所述IGBTA和IGBTB之间节点与IGBTC和IGBTD之间的节点之间连接串联的二极管A、二极管B；所述第二IGBT组包括串联连接的IGBTE、IGBTF、IGBTG、IGBTH；所述IGBTE和IGBTF之间的节点与IGBTG和IGBTH之间的节点之间连接串联连接的二极管C、二极管D；所述第三IGBT组包括串联连接的IGBTI、IGBTJ、IGBTK、IGBTL；所述IGBTI和IGBTJ之间的节点与IGBTK和IGBTL之间的节点之间连接串联连接的二极管E、二极管F；IGBT组两端还并联连接串联后的电容A和电容B；所述电感A一端接IGBTB和IGBTC之间的节点，另一端接电网A相电源；所述电感B一端接IGBTF和IGBTG之间的节点，另一端接电网B相电源；所述电感C一端接IGBTJ和IGBTK之间的节点，另一端接电网C相电源，所述电网还连接不平衡负载。优选的，补偿方法如下：A、谐波检测模块采集电网的电压和电流信号，并发送至ARM处理器处理；同时滤波器对电网输出信号进行滤波后发送至ARM处理器；B、ARM处理器检测次谐波电压；C、根据次谐波电压计算出次谐波电流；D、谐波补偿模块根据次谐波电压和电流对负载进行补偿。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：（1）本专利技术结构原理简单，能够实现对电网电源的电压和电流进行补偿，提高了有源电力滤波器滤波性能。（2）本专利技术采用的谐波检测模块检测结果更加精确，不会漏检谐波产生的有害电流。（3）本专利技术采用的谐波补偿模块具有优异的无功补偿性能，能够提高功率因数、克服三相不平衡、消除电压闪变和电压波动。附图说明图1为本专利技术原理框图；图2为本专利技术谐波检测模块原理图；图3为本专利技术谐波补偿模块原理图。具体实施方式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，都属于本专利技术保护的范围。请参阅图1-3，本专利技术提供一种技术方案：一种有源电力滤波器电源谐波补偿系统,包括ARM处理器1、谐波检测模块2、谐波补偿模块3和滤波器4，所述ARM处理器1分别连接谐波检测模块2、谐波补偿模块3，所述滤波器4分别连接电网输出端5和ARM处理器1，所述ARM处理器1分别连接存储器6和上位机7。本专利技术中，谐波检测模块2包括微处理器8、霍尔电流传感器9、电压互感器10和过零比较器11，所述霍尔电流传感器9电性连接微处理器8，所述电压互感器10通过过零比较器11与鉴相器12电性连接，所述鉴相器12、低通滤波器13和函数发生器14依次循环连接，所述函数发生器14与微处理器8电性连接，所述微处理器8型号采用TMS320F2812。本专利技术采用的谐波检测模块检测结果更加精确，不会漏检谐波产生的有害电流。本专利技术中，谐波补偿模块3包括三组并联连接的IGBT组、电感A1a、电感B2a、电感C3a，三组IGBT组包括第一IGBT组、第二IGBT组和第三IGBT组，所述第一IGBT组包括串联连接的IGBTA1b、IGBTB2b、IGBTC3b、IGBTD4b，所述IGBTA1b和IGBTB2b之间节点与IGBTC3b和IGBTD4b之间的节点之间连接串联的二极管A1c、二极管B2c；所述第二IGBT组包括串联连接的IGBTE5b、IGBTF6b、IGBTG7b、IGBTH8b；所述IGBTE5b和IGBTF6b之间的节点与IGBTG7b和IGBTH8b之间的节点之间连接串联连接的二极管C3c、二极管D4c；所述第三IGBT组包括串联连接的IGBTI9b、IGBTJ10b、IGBTK11b、IGBTL12b；所述IGBTI9b和IGBTJ10b之间的节点与IGBTK11b和IGBTL12b之间的节点之间连接串联连接的二极管E5c、二极管F6c；IGBT组两端还并联连接串联后的电容A1d和电容B2d；所述电感A1a一端接IGBTB2b和IGBTC3b之间的节点，另一端接电网15A相电源；所述电感B2a一端接IGBTF6b和IGBTG7b之间的节点，另一端接电网15B相电源；所述电感C3a一端接IGBTJ10b和IGBTK11b之间的节点，另一端接电网15C相电源，所述电网15还连接不平衡负载16。通过外接电流互感器实时检测系统电流，并将系统电流信息发送给内部处理器进行分析处理，计算系统不平衡电流，同时计算出达到平衡状态时各相所需转换的电流值，然后将指令信号发送给内部变流器并驱动其动作，将输出平均分配到三相线路上，最后达到三相负荷平衡状态。本专利技术采用的谐波补偿模块具有优异的无功补偿性能，能够提高功率因数、克服三相不平衡、消除电压闪变和电压波动。本专利技术的补偿方法如下：A、谐波检测模块采集电网的电压和电流信号，并发送至ARM处理器处理；同时滤波器对电网输出信号进行滤波后发送至ARM处理器；B、ARM处理器检测次谐波电压；C、根据次谐波电压计算出次谐波电流；D、谐波补偿模块根据次谐波电压和电流对负载进行补偿。综上所述，本专利技术结构原理简单，能够实现对电网电源的电压和电流进行补偿，提高了有源电力滤波器滤波性能。尽管已本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种有源电力滤波器电源谐波补偿系统,其特征在于：包括ARM处理器（1）、谐波检测模块（2）、谐波补偿模块（3）和滤波器（4），所述ARM处理器（1）分别连接谐波检测模块（2）、谐波补偿模块（3），所述滤波器（4）分别连接电网输出端（5）和ARM处理器（1），所述ARM处理器（1）分别连接存储器（6）和上位机（7）。

【技术特征摘要】
1.一种有源电力滤波器电源谐波补偿系统,其特征在于：包括ARM处理器（1）、谐波检测模块（2）、谐波补偿模块（3）和滤波器（4），所述ARM处理器（1）分别连接谐波检测模块（2）、谐波补偿模块（3），所述滤波器（4）分别连接电网输出端（5）和ARM处理器（1），所述ARM处理器（1）分别连接存储器（6）和上位机（7）。2.根据权利要求1所述的一种有源电力滤波器电源谐波补偿系统，其特征在于：所述谐波检测模块（2）包括微处理器（8）、霍尔电流传感器（9）、电压互感器（10）和过零比较器（11），所述霍尔电流传感器（9）电性连接微处理器（8），所述电压互感器（10）通过过零比较器（11）与鉴相器（12）电性连接，所述鉴相器（12）、低通滤波器（13）和函数发生器（14）依次循环连接，所述函数发生器（14）与微处理器（8）电性连接，所述微处理器（8）型号采用TMS320F2812。3.根据权利要求1所述的一种有源电力滤波器电源谐波补偿系统，其特征在于：所述谐波补偿模块（3）包括三组并联连接的IGBT组、电感A(1a)、电感B(2a)、电感C(3a)，三组IGBT组包括第一IGBT组、第二IGBT组和第三IGBT组，所述第一IGBT组包括串联连接的IGBTA(1b)、IGBTB(2b)、IGBTC(3b)、IGBTD(4b)，所述IGBTA(1b)和IGBTB(2b)之间节点与IGBTC(3b)和IGBTD(4b)之间的节点之间连接串联的二极管A(1c)、二极管B(2c)；所述第二I...

【专利技术属性】
技术研发人员：余志光，
申请(专利权)人：江苏伊莱尔电力科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32