[发明专利]一种串联混合型有源电力滤波装置

说明书

技术领域

本发明属于电力滤波技术领域，具体涉及一种采用低自感串联变压器的串联混合型有源电力滤波装置。

背景技术

串联混合型滤波器是一种采用串联有源加并联无源的组合式电力滤波器，它可以较好的克服无源滤波器单独使用时的谐振问题，明显改善无源滤波器的滤波效果，且有源部分的容量较小，性价比高，具有良好的应用前景。迄今为止，串联混合型有源电力滤波器主要有以下几种方案：

方案1(Peng FangZheng；Akagi Hirofumi；Sabae Akira，A new approach toharmonic compensation in power systems--A combined system of shuntpassive and series active filters，IEEE Transactions on Industry Applications，vol.26，no.6，Nov-Dec，1990，page 983-990)提出的有源部分以谐波电压源形式工作，但逆变器仍流过很大的系统基波电流，有源部分容量比较大。

方案2(陈乔夫；李达义；魏亚南，基于基波磁通补偿的串联型有源滤波器，华中理工大学学报，2000年，28卷，12期，页码：82-84)提出的有源部分以基波电流源形式工作，同样逆变器流过很大的系统基波电流，有源部分容量也比较大，但控制较简单，滤波效果明显好于方案1。

方案3(吴卫民；童立青；钱照明；彭方正，一种高性能串联混合有源电力滤波器拓扑的研究，中国电机工程学报，2004年，24卷，12期，页码：108-112)提出的改进谐振阻抗型结构，有源部分仍以谐波电压源形式工作，但它将一个工频谐振LC电路串联在逆变器交流输出侧，可降低逆变器直流母线电压水平，但逆变器仍流过很大的系统基波电流。

以上3种方案中，串联变压器一、二侧均要流过很大的系统基波电流，故串联变压器容量也比较大。如果有源部分发生故障或需要检修退出运行时，以上3种方案中负载均将断电，故供电可靠性差。

发明内容

为克服现有方案的不足，本发明提出一种新型串联混合型有源电力滤波装置，该装置具有较好的滤波效果，且有源部分容量小，串联变压器容量小，系统可靠性高。

本发明提供的串联混合型有源电力滤波装置，它包括谐波电流检测单元、谐波补偿电流发生单元、串联变压器和无源滤波器；其特征在于：

谐波电流检测单元由三个电流互感器和谐波电流提取环节组成；三个电流互感器分别串联在电网三相母线上，用来检测系统三相母线电流i_1Ai_1B和i_1C，其输出为三相母线电流信号i_1As、i_1Bs和i_1Cs，将其传送至谐波电流提取环节；谐波电流提取环节根据收到的电网三相母线电流信号i_1As、i_1Bs和i_1Cs，计算出电网三相母线电流信号中的谐波分量i_1Ahs、i_1Bhs和i_1Chs，并传送至谐波补偿电流发生单元；

谐波补偿电流发生单元包括S个相同的谐波补偿电流发生子单元，各谐波补偿电流发生子单元均由谐波电流发生环节和开关组成；谐波电流发生环节接收谐波电流提取环节输出的电网三相母线谐波电流信号i_1Ahs、i_1Bhs和i_1Chs，进行电流闭环控制，产生补偿谐波电流i_2A，i_2B和i_2C，且补偿谐波电流i_2A，i_2B，i_2C分别与电网三相母线谐波电流i_1Ah、i_1Bh和i_1Ch满足如下条件①；在开关闭合时，补偿谐波电流i_2A，i_2B，i_2C通过闭合的开关输出至串联变压器；

i_2A＝(α×k)i_1Ah/S，i_2B＝(α×k)i_1Bh/S，i_2C＝(α×k)i_1Ch/S    ①

其中，α为谐波补偿倍数，1＜α＜10，且α为实数，S为串联变压器二次侧绕组个数，其取值范围为1～500，k为串联变压器变比；