一种紧凑型多耦合线圈混合有源滤波器的取能方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种紧凑型多耦合线圈混合有源滤波器的取能方法及装置，属于电力电子技术领域，方法的实现包括：根据直流侧电容电压u

【技术实现步骤摘要】
一种紧凑型多耦合线圈混合有源滤波器的取能方法及装置


[0001]本专利技术属于电力电子
，更具体地，涉及一种紧凑型多耦合线圈混合有源滤波器的取能方法及装置。

技术介绍

[0002]在构建以新能源为主体的新型电力系统过程中，大力推进电能替代，以电代煤、以电代油，会使诸如冶金电炉、工业电锅炉、电窑炉等非线性负荷大量增加，会向电力系统中引入大量谐波，影响电能质量。在高电压、大容量场合，混合有源滤波器因其结合了无源滤波器和有源滤波器的优点，具备良好的滤波效果以及成本优势。
[0003]紧凑型多耦合线圈混合有源滤波器的无源部分采用了多耦合线圈结构，电感线圈之间存在互感，明显节省了电感线圈的占地面积。紧凑型多耦合线圈混合有源滤波器的有源部分采用注入耦合线圈，通过与多耦合线圈之间的互感，将补偿电流注入到滤波支路中，省却了联接变压器，整体结构非常紧凑。
[0004]混合滤波器中有源滤波器部分工作时需要从外界吸收能量，以维持直流侧电容电压的稳定，传统有源滤波器直接从电网取能，而紧凑型多耦合线圈混合有源滤波器则只能从无源滤波支路取能，滤波支路的电流通过耦合线圈变换成电压信号给有源变换器供能，有源耦合线圈电感值不大，滤波支路基波电流通过耦合电感变换到有源侧的电压较小，无法满足直流侧电容电压稳定的需求，从而使得系统无法稳定工作。

技术实现思路

[0005]针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本专利技术提出了一种紧凑型多耦合线圈混合有源滤波器的取能方法及装置，通过基波谐波协同供能的方法稳定直流侧电容电压，在滤波支路电流基波分量较小时仍可以保证直流侧电容电压的稳定。
[0006]为实现上述目的，按照本专利技术的一个方面，提供了一种紧凑型多耦合线圈混合有源滤波器的取能方法，包括：
[0007]根据直流侧电容电压u
dc
、直流侧电容电压参考值u
dc,ref
及滤波支路电流i
F
能够得到有功电流参考信号i
dc,ref
；
[0008]有功电流参考信号i
dc,ref
和有源逆变器内电感电流i0进行相减后，再由电流滞环控制得到逆变器的PWM控制信号。
[0009]在一些可选的实施方案中，所述根据直流侧电容电压u
dc
、直流侧电容电压参考值u
dc,ref
及滤波支路电流i
F
能够得到有功电流参考信号i
dc,ref
，包括：
[0010]估计无源滤波支路电流i
F
通过有源部分的注入耦合电感L
g
在有源侧感应电压归一化的基准指令信号i
dc0,ref
；
[0011]直流侧电容电压实时值u
dc
和直流侧电容电压参考值u
dc,ref
比较之后，通过PI环节得到表征吸收或发出能量大小的I
dc,ref
，I
dc,ref
和单位基准波形信号i
dc0,ref
相乘得到有功电流参考信号i
dc,ref
。
[0012]在一些可选的实施方案中，检测出无源滤波支路电流i
F
后，对i
F
进行微分运算，获取i
F
在有源侧感应电压的波形，随后进行低通滤波，滤除高频成分，最后进行归一化运算获得单位基准波形信号i
dc0,ref
，通过i
dc0,ref
为有功电流参考信号i
dc,ref
提供各特征次谐波的相位信息。
[0013]按照本专利技术的另一方面，提供了一种紧凑型多耦合线圈混合有源滤波器的取能装置，包括：
[0014]直流侧电容电压控制模块，用于根据直流侧电容电压u
dc
、直流侧电容电压参考值u
dc,ref
及滤波支路电流i
F
能够得到有功电流参考信号i
dc,ref
；
[0015]电流滞环控制模块，用于根据有功电流参考信号i
dc,ref
和有源逆变器内电感电流i0相减后的信号得到逆变器的PWM控制信号。
[0016]在一些可选的实施方案中，所述直流侧电容电压控制模块，用于估计无源滤波支路电流i
F
通过有源部分的注入耦合电感L
g
在有源侧感应电压归一化的基准指令信号i
dc0,ref
；直流侧电容电压实时值u
dc
和直流侧电容电压参考值u
dc,ref
比较之后，通过PI环节得到表征吸收或发出能量大小的I
dc,ref
，I
dc,ref
和单位基准波形信号i
dc0,ref
相乘得到有功电流参考信号i
dc,ref
。
[0017]在一些可选的实施方案中，所述估计无源滤波支路电流i
F
通过有源部分的注入耦合电感L
g
在有源侧感应电压归一化的基准指令信号i
dc0,ref
，包括：
[0018]检测出无源滤波支路电流i
F
后，对i
F
进行微分运算，获取i
F
在有源侧感应电压的波形，随后进行低通滤波，滤除高频成分，最后进行归一化运算获得单位基准波形信号i
dc0,ref
，通过i
dc0,ref
为有功电流参考信号i
dc,ref
提供各特征次谐波的相位信息。
[0019]总体而言，通过本专利技术所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：
[0020]本专利技术采用的取能方法利用滤波支路电流的基波、谐波成分共同传输能量为直流侧电容供能，能够在滤波支路电流基波供能不足的情况下，保持直流侧电容电压的稳定。
附图说明
[0021]图1是本专利技术实施例提供的一种紧凑型多耦合线圈混合有源滤波器的拓扑结构；
[0022]图2是本专利技术实施例提供的一种基于基波、谐波协同传输能量的直流侧电容电压稳定控制策略。
具体实施方式
[0023]为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。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。此外，下面所描述的本专利技术各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
[0024]本专利技术实施例提供的一种紧凑型多耦合线圈混合有源滤波器的取能方法是一种基于基波谐波协同传输能量的直流侧电容电压稳定控制策略，其框图如图2所示。
[0025]其中，紧凑型多耦合线圈混合有源滤波器的拓扑如图1所示，无源部分为多耦合线圈三调谐无源滤波器，由电感L1、L2、L3、L4、L5构成，且L1、L2、L3、L4、L5之间存在互本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种紧凑型多耦合线圈混合有源滤波器的取能方法，其特征在于，包括：根据直流侧电容电压u
dc
、直流侧电容电压参考值u
dc,ref
及滤波支路电流i
F
能够得到有功电流参考信号i
dc,ref
；有功电流参考信号i
dc,ref
和有源逆变器内电感电流i0相减后，再由电流滞环控制得到逆变器的PWM控制信号。2.根据权利要求1所述的取能方法，其特征在于，所述根据直流侧电容电压u
dc
、直流侧电容电压参考值u
dc,ref
及滤波支路电流i
F
能够得到有功电流参考信号i
dc,ref
，包括：估计无源滤波支路电流i
F
通过有源部分的注入耦合电感L
g
在有源侧感应电压归一化的基准指令信号i
dc0,ref
；直流侧电容电压实时值u
dc
和直流侧电容电压参考值u
dc,ref
比较之后，通过PI环节得到表征吸收或发出能量大小的I
dc,ref
，I
dc,ref
和单位基准波形信号i
dc0,ref
相乘得到有功电流参考信号i
dc,ref
。3.根据权利要求2所述的取能方法，其特征在于，所述估计无源滤波支路电流i
F
通过有源部分的注入耦合电感L
g
在有源侧感应电压归一化的基准指令信号i
dc0,ref
，包括：检测出无源滤波支路电流i
F
后，对i
F
进行微分运算，获取i
F
在有源侧感应电压的波形，随后进行低通滤波，滤除高频成分，最后进行归一化运算获得单位基准波形信号i
dc0,ref
，通过i
dc0,ref
为有功电流参...

【专利技术属性】
技术研发人员：邱军，陈柏超，陈耀军，熊友红，陈亮，刘宏兵，肖艳，
申请(专利权)人：武汉钢铁有限公司，
类型：发明
国别省市：