一种有源电力滤波器装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及一种有源电力滤波器装置。它能够避免分布式无功补偿电容器导致的自激振荡。它包括与三相被补偿电力线路连接的第一电流检测装置和电压检测装置，两者输出端与谐波电流计算单元输入端连接，谐波电流计算单元的三个输出端则分别与各自对应的减法运算单元Ⅰ－Ⅲ输入端连接；同时与三相被补偿电力线路连接的电容电流模拟装置输出端也与减法运算单元Ⅰ－Ⅲ输入端连接；减法运算单元Ⅰ－Ⅲ的输出端与补偿电流发生单元输入端连接；补偿电流发生单元三相输出端将补偿电流注入三相被补偿电力线路，同时在补偿电流发生单元三相输出端还接有第二电流检测装置，第二电流检测装置输出端则与谐波电流计算单元输入端连接。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术属于电力谐波治理
，尤其涉及一种能够在含有分布式无功补 偿电容器的配电系统中稳定运行的有源电力滤波器装置。
技术介绍
随着电力谐波治理需求的增加，有源电力滤波器的应用日益广泛。有源电力滤波 器是一种具有主动滤波功能的电力电子装置，它能够实时检测电力线路中的谐波电流，并 通过其内部的补偿电流发生单元实时产生与电力线路中谐波电流大小相等，极性相反的补 偿电流注入电力线路，对电力线路中的谐波电流进行“抵消”，从而实现优良的滤波效果。然而，如果被补偿电力线路中含有无功补偿电容器，由于电网内阻抗的耦合作用， 有源电力滤波器注入电力线路的补偿电流会部分流入无功补偿电容器。如果流过无功补偿 电容器的电流也包含在有源电力滤波器所实时检测的线路电流中，则有源电力滤波器注入 电力线路的补偿电流就会被部分反馈回来，且在无功补偿电容器与电网感性内阻抗的共振 频率附近，会形成强烈的正反馈，导致自激振荡，使有源电力滤波器无法正常工作。为保证 有源电力滤波器稳定工作，通常需要正确选择谐波电流检测用电流互感器的安装位置，将 无功补偿电容器的电流排除在被检测电流之外，或者通过多个电流互感器的组合，将无功 补偿电容器的电流从总电流中剔除。但是，在许多配电系统中，均含有分布安装的无功补偿 电容器，有些电容器甚至包含在用电设备内部。要避开这些分布安装的电容器的电流几乎 是不可能的，这就制约了有源电力滤波器的应用。中国专利ZL200610105202. 8《有源电力滤波器与并联电容器混合补偿系统的控制 方法》公开了一种有源电力滤波器控制方法，在该方法中，将线路电压中的谐波分量加入有 源电力滤波器中的指令电流信号，从而在有源电力滤波器的补偿电流中含有与线路电压谐 波分量成正比的电流分量，使有源电力滤波器等效并联了一个谐波电阻，对可能发生的自 激振荡起到阻尼作用。该方法可以有效抑制自激振荡，但存在以下不足为了有效抑制自激振荡，要求有源电力滤波器等效并联的谐波电阻阻值1/KV适当 小，或者说Kv要足够大(Kv是电压通道系数，详见原文)。实验证明，Kv取值10左右方可取得 足够的抑制自激振荡效果，因此对应IV的谐波电压，滤波器对应输出的谐波电流约为10Α。 而电力线路电压中的3次、5次、7次等较低次谐波含量通常较高，常见值约为_3%，而 且并不一定是有源电力滤波器的目标谐波源产生。这些电压谐波分量会在采用上述控制方 法的有源电力滤波器的补偿电流中对应产生较大的谐波电流分量，而这些谐波电流分量并 非滤波所需，不会与目标谐波电流对消，而会出现在滤波后的网侧电流中，使滤波后的网侧 电流谐波含量增加。例如对于380V系统(相电压220V)，2 %的电压谐波含量对应谐波电压 4. 4V，可导致采用上述等效并联谐波电阻控制方法的有源电力滤波器网侧剩余谐波电流增 加44Α左右，对滤波效果造成不良影响。经文献检索，尚未见到能够有效解决上述自激振荡问题的其他控制方法。本技术的目的就是为解决上述问题，提供一种能够避免分布式无功补偿电容 器导致自激振荡的有源电力滤波器装置。为实现上述目的，本技术采用了以下方案一种有源电力滤波器装置，它由电流互感器组I、电流检测单元I、电压检测单 元、谐波电流计算单元、电容电流模拟单元、滤波单元I -III、减法运算单元I -III、补偿电 流发生单元、电流检测单元II、电流互感器组II构成；其中，电流互感器组I中三个电流互 感器的一次侧分别串联在三相被补偿电力线路Ll、L2和L3中，二次侧分别接电流检测单元 I的三组输入端；电流检测单元I的三个输出端分别接谐波电流计算单元的三相被补偿电 流信号输入端；电压检测单元的三个相线输入端分别接三相被补偿电力线路Li、L2和L3， 它的三个输出端分别接谐波电流计算单元的三相电压信号输入端；谐波电流计算单元的三 相谐波电流信号输出端分别接减法运算单元I -III的“+”输入端；电容电流模拟单元的三 个相线输入端分别接三相被补偿电力线路Li、L2和L3，它的三个输出端分别接滤波单元 I -III的输入端；滤波单元I -III的输出端分别接减法运算单元I -111的“-”输入端；减法 运算单元I -III的输出端分别接补偿电流发生单元的三相指令电流信号输入端；补偿电流 发生单元的三相补偿电流输出端分别接电流互感器组II中三个电流互感器一次侧的各一 个引出端，三个电流互感器一次侧的各另一个引出端分别接三相被补偿电力线路Li、L2和 L3 ；电流互感器组II中三个电流互感器的二次侧分别接电流检测单元II的三组输入端；电 流检测单元II的三个输出端分别接谐波电流计算单元的三相补偿电流信号输入端。所述电容电流模拟单元由电容器I -III、电阻器I -III、电流互感器组III、电流检 测单元III、比例放大单元I -III构成；其中，电容器I -III的各一个引出端分别接所述电容 电流模拟单元的三个相线输入端，电容器I -III的各另一引出端分别与电阻器I -III的各 一个引出端连接；电阻器I -III的各另一引出端分别接电流互感器组III中三个电流互感 器一次侧的各一个引出端，三个电流互感器一次侧的各另一引出端相互连接在一起，并与 所述电容电流模拟单元的中线输入端连接；电流互感器组III中三个电流互感器的二次侧分 别接电流检测单元III的三组输入端；电流检测单元III的三个输出端分别接比例放大单元 I -III的输入端，比例放大单元I -III的输出端分别与所述电容电流模拟单元的三个输出 端连接。所述电容电流模拟单元由电压互感器I -III、电容器IV-VI、电阻器IV-VI、电阻 器νπ-ιχ、运算放大器I -III构成；其中，电压互感器I -III一次侧各“+”输入端分别接所 述电容电流模拟单元的三个相线输入端，一次侧各“-”输入端相互连接在一起，并与所述电 容电流模拟单元的中线输入端连接，二次侧各“+”输入端相互连接在一起，并与参考电位点 连接，二次侧各“-”输入端分别接电容器IV -VI的各一个引出端；电容器IV -VI的各另一引 出端分别串接电阻器IV -VI ；电阻器IV -VI的各另一引出端分别接运算放大器I -III的各 “-”输入端；运算放大器I -III的各“+”输入端相互连接在一起，并与参考电位点连接，各 输出端分别与所述电容电流模拟单元的三个输出端连接；电阻器νπ-IX的各一个引出端分 别接运算放大器I -III的各“-”输入端，各另一引出端分别接运算放大器I -III的各输出 端。所述滤波单元I - III具有相同的内部结构，它由电阻器X - ΧΠ、电容器νπ - IX、缓5冲单元构成；其中，电阻器χ -ΧΠ和电容器νπ -IX连接成典型的双T陷波器结构，其输入端 接所述滤波单元的输入端，其输出端接缓冲单元的输入端；缓冲单元的输出端接所述滤波 单元的输出端。一种有源电力滤波器控制方法，该方法的步骤为(1)由电流互感器组I和电流检测单元I测得三相被补偿电力线路L1、L2和L3中 的三相电流瞬时值信号i” i2和i3 ；(2)由电压检测单元测得三相被补偿电力线路Li、L2和L3中的三相电压瞬时值 信号U” U2禾口 U3 ；(3)由电流互感器组本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
一种有源电力滤波器装置，其特征是，它包括与三相被补偿电力线路连接的第一电流检测装置和电压检测装置，两者输出端与谐波电流计算单元(4)输入端连接，谐波电流计算单元(4)的三个输出端则分别与各自对应的减法运算单元Ⅰ Ⅲ(9，10，11)输入端连接；同时与三相被补偿电力线路连接的电容电流模拟装置输出端也与减法运算单元Ⅰ Ⅲ(9，10，11)输入端连接；减法运算单元Ⅰ Ⅲ(9，10，11)的输出端与补偿电流发生单元(12)输入端连接；补偿电流发生单元(12)三相输出端将补偿电流注入三相被补偿电力线路，同时在补偿电流发生单元(12)三相输出端还接有第二电流检测装置，第二电流检测装置输出端则与谐波电流计算单元(4)输入端连接。2.如权利要求1所述的有源电力滤波器装置，其特征是，所述第一电流检测装置和第 二电流检测装置结构相同，其中第一电流检测装置包括电流互感器组I (1)，它的三个电流 互感器的一次侧分别串联在各自对应的三相被补偿电力线路，二次侧分别接电流检测单元 I (2)的三组输入端，电流检测单元I (2)输出端与谐波电流计算单元(4)输入端连接；所述第二电流检测装置包括电流互感器组II (14)，电流互感器组II (14)的三个电流 互感器一次侧分别串联在各自对应的补偿电流发生单元输出回路中；二次侧分别接电流检 测单元II (13)的三组输入端；电流检测单元II (13)的输出端与谐波电流计算单元(4)输 入端连接。3.如权利要求1所述的有源电力滤波器装置，其特征是，所述电容电流模拟装置包 括与三相被补偿电力线路连接的电容电流模拟单元(5)，它的三相输出端分别与各自的滤 波单元I -III (6,7,8)输入端连接，滤波单元I -III (6,7,8)输出端则与减法运算单元 I -III (9，10，11)的输入端连接。4.如权利要求3所述的有源电力滤波器装置，其特征是，所述电容电流模拟单元(5)由 电容器I -III (15，16，17)、电阻器I -III (18，19，20)、电流互感器组III (21)、电流检测单元 III (22)、比例放大单元I -III (23，24，25)构成；其中，电容器I -III (15，16，17)的各一个 引出端分别接所述电容电流模拟单元(5)的三个相线输入端，电容器I -III (15，16，17)的 各另一引出端分别串接电阻器I -III (18,19,20)；电阻器I -III (18,19,20)的各另一引 出端分别接电流互感器组III (21)中三个电流互...

【专利技术属性】
技术研发人员：李建明，王德涛，迟恩先，
申请(专利权)人：山东山大华天科技股份有限公司，
类型：实用新型
国别省市：88