一种基于混合滤波器的谐波抑制方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于混合滤波器的谐波抑制方法，涉及谐波抑制领域

【技术实现步骤摘要】
一种基于混合滤波器的谐波抑制方法及系统


[0001]本专利技术涉及谐波抑制领域，尤其涉及一种基于混合滤波器的谐波抑制方法及系统
。

技术介绍

[0002]随着新能源技术的迅速发展，电力电子元器件的大量接入，给传统电力系统引入大量谐波，大量谐波的存在，严重时会烧毁电气设备，影响系统稳定性，给电能质量控制带来困难，必须采取相应的措施来抑制谐波
。
[0003]对于传统的
UPQC
结构，单个的并联型有源滤波器
(Active Power Filter,APF)
需要对各次谐波进行抑制工作，导致并联型
APF
会长时间处于高压工作的状态下，加快器件的损耗，并且单一的并联型
APF
对各次谐波的针对性不强，谐波抑制的精确度不高，无法对谐波进行彻底抑制
。

技术实现思路

[0004]本专利技术要解决的技术问题和提出的技术任务是对现有技术方案进行完善与改进，提供一种基于混合滤波器的谐波抑制方法，以达到有效抑制谐波的目的
。
为此，本专利技术采取以下技术方案
。
[0005]一种基于混合滤波器的谐波抑制方法，包括以下步骤：
[0006]1)
构建带有储能元件的
UPQC
结构，其中，储能元件位于串联型有源滤波器
APF
和并联型有源滤波器
APF
之间，并与
UPQC
结构中的电容并联；串联型有源滤波器
>APF
与电网端连接；多个并联型有源滤波器
APF
与负载端连接，且多个并联型有源滤波器
APF
之间相互并联，多个并联型有源滤波器
APF
中的每个并联型有源滤波器
APF
对应与不同次的谐波无源滤波器
PPF
相连形成对应次的混合滤波器；
[0007]2)
通过
i
p
–
i
q
检测法对谐波进行检测；
[0008]201)
通过锁相环电路获取正弦和余弦信号，并且通过
Park
坐标对三相谐波电流，并在两相旋转坐标系中得到
i
d
、i
q
；
[0009]202)
通过低通滤波器获取直流分量并通过
Park
变换获得基波电流；
[0010]203)
将谐波电流减去基波电流，得到谐波电流分量
i
ah
、i
bh
、i
ch
；
[0011]3)
将各个不同次的谐波电流进行提取，并分配给拥有对应次的混合滤波器，进行谐波的抑制
。
[0012]使用了
i
p
–
i
q
检测法对谐波进行检测，克服了
p
–
q
检测法所带来的不足，通过改变
i
p
–
i
q
检测过程的参数，使该检测法可以专门针对某一次谐波的检测，以此来完成在谐波中对该次谐波的检测和提取；针对多个并联型
APF
相互并联的这一结构，将特定次数的无源滤波器与其中一个并联型
APF
相连接形成混合滤波器，来专门抑制特定次数的谐波，这样，比起传统的结构中让单个并联型
APF
完成所有谐波抑制的方案来说，在这个
UPQC
结构中，每一个并联型
APF
只针对一种谐波来进行抑制，抑制谐波的针对性更强，抑制的精确度提高，并
且将交给一个元器件来完成的任务交给多个元器件来完成，减轻了单个并联型
APF
的压力
。
[0013]作为优选技术手段：在步骤
2)i
p
–
i
q
检测法中，
i
d
、i
q
由下式获得：
[0014][0015]式中，
[0016]i
a
、i
b
、i
c
是三相电流分量，
i
α
、i
β
是
α
–
β
坐标系下的电流分量；
[0017]三相基波电流
i
af
、i
bf
、i
cf
由下式获得：
[0018][0019]式中
i
α
f
、i
β
f
是
α
–
β
坐标系下的电流基波分量；
[0020]是直流分量；
[0021]最后，谐波电流分量
i
ah
、i
bh
、i
ch
由下式获得：
[0022][0023]本技术方案通过
α
‑
β
坐标系下电流分量的计算，可以将三相交错复杂的电压
、
电流信号转换为一个平面上简单的向量运算问题，提高了计算效率
。
实现了对不同次数的谐波进行精确检测和有效抑制，在尽可能小的精度损失范围内最大程度地解决了谐波问题
。
检测方法实现简单
、
准确度高，且不会受到各种电力设备接入数量和类型等因素所影响，适用性更广
。
还可以降低噪声干扰的影响，进一步提高了电力质量控制的效果
。
[0024]作为优选技术手段：将有源滤波器等效成
u
ch
，谐波电流
i
sh
与
u
ch
存在的关系为：
[0025]u
ch
＝
Ki
sh
[0026]混合滤波器在谐波环境下的等效电路中，得到如下公式：
[0027][0028]式中，
Z
ch
是与串联型
APF
交流端相连的
L
型输出滤波器的阻抗，
Z
sh
是电网端相连的电感的阻抗，
Z
pfh
是无源滤波器的阻抗
。
有源滤波器可以实现对谐波的有效控制，减少了谐波产生的可能性和系统内部的谐波污染；经过混合滤波器高频滤波后，消除了低频噪声及基波电压对谐波分析和控制的干扰，提高了谐波检测精度；
L
型输出滤波器结合电感阻抗形成串联型
APF
电路后，能够提供更强的谐波抑制能力，降低了谐波对电网造成的危害；可以通过
K
系数对有源滤波器的输出进行调节，根据不同场合需求灵活地进行谐波控制；等效电
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种基于混合滤波器的谐波抑制方法，其特征在于包括以下步骤：
1)
构建带有储能元件的
UPQC
结构，其中，储能元件位于串联型有源滤波器
APF
和并联型有源滤波器
APF
之间，并与
UPQC
结构中的电容并联；串联型有源滤波器
APF
与电网端连接；多个并联型有源滤波器
APF
与负载端连接，且多个并联型有源滤波器
APF
之间相互并联，多个并联型有源滤波器
APF
中的每个并联型有源滤波器
APF
对应与不同次的谐波无源滤波器
PPF
相连形成对应次的混合滤波器；
2)
通过
i
p
–
i
q
检测法对谐波进行检测；
201)
通过锁相环电路获取正弦和余弦信号，并且通过
Park
坐标对三相谐波电流，并在两相旋转坐标系中得到
i
d
、i
q
；
202)
通过低通滤波器获取直流分量并通过
Park
变换获得基波电流；
203)
将谐波电流减去基波电流，得到谐波电流分量
i
ah
、i
bh
、i
ch
；
3)
将各个不同次的谐波电流进行提取，并分配给拥有对应次的混合滤波器，进行谐波的抑制
。2.
根据权利要求1所述的一种基于混合滤波器的谐波抑制方法，其特征在于：在步骤
2)i
p
–
i
q
检测法中，
i
d
、i
q
由下式获得：式中，
i
a
、i
b
、i
c
是三相电流分量，
i
α
、i
β
是
α
–
β
坐标系下的电流分量；三相基波电流
i
af
、i
bf
、i
cf
由下式获得：式中
i
α
f
、i
β
f
是
α
–
β
坐标系下的电流基波分量；是直流分量；最后，谐波电流分量
i
ah
、i
bh
、i
ch
由下式获得：
3.
根据权利要求2所述的一种基于混合滤波器的谐波抑制方法，其特征在于：将有源滤波器等效成
u
ch
，谐波电流
i
sh
与
u
ch
存在的关系为：
u
ch
＝
Ki
sh
混合滤波器在谐波环境下的等效电路中，得到如下公式：
式中，
Z
ch
是与串联型
...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈识微，蒋鲁军，商少锋，郎宏飞，赵国庆，王晶，楼春根，莫美琴，高婷，
申请(专利权)人：杭州电力设备制造有限公司富阳容大成套电气制造分公司国网浙江省电力有限公司杭州市富阳区供电公司，
类型：发明
国别省市：