一种串联谐振注入式混合滤波系统技术方案

本发明专利技术公开了一种串联谐振注入式混合滤波系统，包括：电源母线、连接电源母线的负荷以及无源滤波部分；还包括有源滤波部分，所述有源滤波部分包括注入支路、基波串联谐振支路、耦合变压器、输出滤波支路、间谐波滤波器以及控制器，所述间谐波滤波器通过控制器的控制输出间谐波和谐波电流，经输出滤波支路输送至耦合变压器，耦合变压器的输出端与基波串联谐振支路并连后再通过注入支路连接电源母线。所述间谐波滤波器是基于IGBT功率模块及PWM调制技术构成的电压型逆变器。本发明专利技术能够有效滤除高压配电系统中的间谐波以及谐波，提高了用电质量，保障了电网安全。保障了电网安全。保障了电网安全。

【技术实现步骤摘要】
一种串联谐振注入式混合滤波系统


[0001]本专利技术属于输配电
，尤其涉及一种串联谐振注入式混合滤波系统。

技术介绍

[0002]当前，在电力的输配过程中，由于过多的非线性设备的使用导致电网中出现一系列的间谐波，这些间谐波对电网造成污染，降低了电能的质量，导致一些电力设备无法安全、稳定、高效的运行，因此对电能质量的保护与研究有着重要的意义。由于间谐波频率的复杂性，而且其幅值在通常情况下远远小于基波和谐波的幅值，目前在输配电过程中对间谐波的有效抑制还不尽人意，间谐波对电力的输送与使用仍然造成一定的危害，给人们的生产、生活带来不利影响。

技术实现思路

[0003]1、要解决的技术问题
[0004]本专利技术提供一种串联谐振注入式混合滤波系统，其目的在于解决：滤除高压配电系统中的间谐波和谐波，保障电力输送的质量与安全。
[0005]2、采用的技术方案
[0006]为了解决上述存在的问题，本专利技术采用以下技术方案，包括：
[0007]电源母线、连接电源母线的负荷以及无源滤波部分；还包括有源滤波部分，所述有源滤波部分包括注入支路、基波串联谐振支路、耦合变压器、输出滤波支路、间谐波滤波器以及控制器，所述间谐波滤波器通过控制器的控制输出间谐波和谐波电流，经输出滤波支路输送至耦合变压器，耦合变压器的输出端与基波串联谐振支路并连后再通过注入支路连接电源母线。
[0008]进一步的，所述间谐波滤波器是基于IGBT功率模块及PWM调制技术构成的电压型逆变器。
[0009]进一步的，所述控制器对电源母线的电压进行采样，获取电压U1、V1、W1采样值的n次间谐波频率，通过算式(1)对采集的负荷电流i
La
、i
Lb
、i
Lc
进行n次间谐波电流的Park变换得到i
dn
、i
qn
，
[0010][0011]控制器中的低通滤波器对i
dn
、i
qn
进行低通滤波，提取i
dn
、i
qn
各自的直流分量和通过算式(2)对和进行n次简谐波电流的Park反变换得到三相n次简谐波电流i
fan
、i
fbn
、i
fcn
。
[0012][0013]进一步的，所述控制器对电源母线的电压进行采样，获取电压U1、V1、W1采样值的整数m次谐波频率，通过算式(3)对采集的负荷电流i
La
、i
Lb
、i
Lc
进行m次谐波电流的Park变换得到i
dm
、i
qm
，
[0014][0015]控制器中的低通滤波器对i
dm
、i
qm
进行低通滤波，提取i
dm
、i
qm
各自的直流分量和通过算式(4)对和进行m次谐波电流的Park反变换得到三相m次谐波电流i
fam
、i
fbm
、i
fcm
。
[0016][0017]进一步的，所述间谐波滤波器的输出电流采用滞环比较控制方式，间谐波滤波器的理想补偿电流可通过算式(5)取得，
[0018][0019]控制器采集间谐波滤波器输出的实际补偿电流i
ca
、i
cb
、i
cc
，并将理想补偿电流与实际补偿电流i
ca
、i
cb
、i
cc
一一对应进行比较获得
△
i
ca
、
△
i
cb
、
△
i
cc
，所述
△
i
ca
、
△
i
cb
、
△
i
cc
分别输入滞环比较器产生一一对应的PWM驱动信号。
[0020]进一步的，所述PWM驱动信号包括对应于
△
i
ca
的驱动信号PWM1、对应于
△
i
cb
的驱动信号PWM2、对应于
△
i
cc
的驱动信号PWM3；所述驱动信号PWM1通过控制IGBT功率模块的通断来控制补偿电流i
ca
的变化，所述驱动信号PWM2通过控制IGBT功率模块的通断来控制补偿电流i
cb
的变化，所述驱动信号PWM3通过控制IGBT功率模块的通断来控制补偿电流i
cc
的变
化。
[0021]进一步的，所述基波串联谐振支路包括三条谐振分支，每一谐振分支由谐振电容、谐振电感串联而成，每一谐振分支中谐振电容的另一端与注入支路中对应的注入电容相连接并与耦合变压器对应的输出端连接。
[0022]进一步的，所述输出滤波支路包括三条滤波分支，每一滤波分支由电感、电容、电阻串联而成，每一滤波分支中电感与电容之间与耦合变压器对应的输入端连接；每一滤波分支中电感的另一端与间谐波滤波器对应的输出端连接。
[0023]进一步的，所述无源滤波部分包括谐波滤波支路Ⅰ、谐波滤波支路Ⅱ，所述谐波滤波支路Ⅰ、谐波滤波支路Ⅱ分别滤除相应的奇次谐波。
[0024]3、有益效果
[0025]本专利技术一种串联谐振注入式混合滤波系统，能够有效滤除高压配电系统中的间谐波以及谐波，提高了用电质量，保障了电网安全。
附图说明
[0026]图1是本专利技术电路结构框图。
[0027]图2是本专利技术电路原理图。
[0028]图3是本专利技术n次间谐波电流的检测原理图。
[0029]图4是本专利技术m次谐波电流的检测原理图。
[0030]图5是本专利技术中电压型逆变器的滞环比较控制原理图。
具体实施方式
[0031]下面结合附图对本专利技术的实施例作进一步的详细说明，以利于本领域技术人员能够更加清楚的了解。
[0032]如图1所示，本专利技术包括电源母线3、连接电源母线的负荷4以及无源滤波部分2，还包括有源滤波部分1，所述有源滤波部分包括注入支路10、基波串联谐振支路12、耦合变压器11、输出滤波支路13、间谐波滤波器14以及控制器15，所述间谐波滤波器通过控制器15的控制输出间谐波和谐波电流，经输出滤波支路13输送至耦合变压器11，耦合变压器的输出端与基波串联谐振支路12并连后再通过注入支路10连接电源母线3。
[0033]进一步的，所述间谐波滤波器14是基于IGBT功率模块及PWM调制技术构成的电压型逆变器。
[0034]进一步的，如图3所示，所述控制器15对电源母线的电压进行采样，经过数据处理和相关运算，获取电压U1、V1、W1采样值的n次间谐波频率，通过算式(1)对采集的负荷电流i
La
、本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种串联谐振注入式混合滤波系统，包括电源母线(3)、连接电源母线的负荷(4)以及无源滤波部分(2)；其特征在于：还包括有源滤波部分(1)，所述有源滤波部分包括注入支路(10)、基波串联谐振支路(12)、耦合变压器(11)、输出滤波支路(13)、间谐波滤波器(14)以及控制器(15)，所述间谐波滤波器通过控制器(15)的控制输出间谐波和谐波电流，经输出滤波支路(13)输送至耦合变压器(11)，耦合变压器的输出端与基波串联谐振支路(12)并连后再通过注入支路(10)连接电源母线(3)。2.根据权利要求1所述的串联谐振注入式混合滤波系统，其特征在于：所述间谐波滤波器(14)是基于IGBT功率模块及PWM调制技术构成的电压型逆变器。3.根据权利要求1或2所述的串联谐振注入式混合滤波系统，其特征在于：所述控制器(15)对电源母线的电压进行采样，获取电压U1、V1、W1采样值的n次间谐波频率，通过算式(1)对采集的负荷电流i
La
、i
Lb
、i
Lc
进行n次间谐波电流的Park变换得到i
dn
、i
qn
，控制器(15)中的低通滤波器对i
dn
、i
qn
进行低通滤波，提取i
dn
、i
qn
各自的直流分量和通过算式(2)对和进行n次简谐波电流的Park反变换得到三相n次简谐波电流i
fan
、i
fbn
、i
fcn
。。4.根据权利要求3所述的串联谐振注入式混合滤波系统，其特征在于：所述控制器(15)对电源母线的电压进行采样，获取电压U1、V1、W1采样值的整数m次谐波频率，通过算式(3)对采集的负荷电流i
La
、i
Lb
、i
Lc
进行m次谐波电流的Park变换得到i
dm
、i
qm
，控制器(15)中的低通滤波器对i
dm
、i
qm
进行低通滤波，提取i
dm
、i
qm
各自的直流分量和通过算式(4)对和进行m次谐波电流的Park反变换得到三相m次谐波电流i
fam
、i
fbm
、i
fcm
。
。5.根据权利要求4所述的串联谐振注入式混合滤波系统，其特征在于：所述间谐波滤波器(14)的输出电流采...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚自立，郭智文，
申请(专利权)人：中冶华天工程技术有限公司中冶华天南京电气工程技术有限公司，
类型：发明
国别省市：