[实用新型]基于相控开关技术带无功补偿的并联混合型有源滤波器

说明书

技术领域

本实用新型属于电气工程与机械技术领域，涉及一种基于相控开关技术带无功补偿功能的并联混合型有源滤波器。

背景技术

传统带无功补偿功能的并联混合型有源滤波器其无功补偿装置是通过控制交流接触器或空气开关实现电容器组的投切。这种装置的缺点是投切电容器组过程中会产生涌流和过电压，这种涌流和过电压会影响有源滤波器和系统中其他电力电子装置的工作，严重时还会造成有源滤波器和其他电力电子装置的损毁，在高电压领域，涌流和过电压的危害更加突出。另外，传统带无功补偿功能的并联混合型有源滤波器由于设备的原因或用户水平的局限，很难实现无功补偿的优化运行，且经常发生过补，尤其是在零点后电压较高时向电网返送无功功率，引起电压质量问题。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题是提出一种基于相控开关技术带无功补偿功能的并联混合型有源滤波器，在现有带无功补偿功能的并联混合型有源滤波器的基础上升级改造，采用相控开关技术实现无功补偿装置的无冲击投、切，消除涌流和过电压对无功补偿装置和有源滤波器的影响。

本实用新型的技术方案如下：

该基于相控开关技术带无功补偿功能的并联混合型有源滤波器，包括相控开关、相控开关控制器、传感器、电容器、无源滤波器与有源滤波器。相控开关一端与电容器相连，另一端连入电网。同时电网上还并联有无源滤波器与有源滤波器。相控开关控制器输入接系统电网的电压和电流信号、环境温度信号和控制电压监测信号，输出分别接相控开关和有源滤波器的补偿电流控制电路。

本实用新型的效果和益处是引进先进的相控开关技术，在最佳相位上完成相控开关的投切和有源滤波器补偿电流的投入，消除在开关投切过程中产生的涌流引起的谐波污染，并造成过电压影响有源滤波器的工作的问题。

附图说明

附图是本实用新型的原理示意图。

图中，e_s表示交流电源电势，is为交流电源电流，i_L为负载电流。i_c为补偿电流，i_c^*为补偿电流的指令信号，APF为有源电力滤波器。

具体实施方式

以下结合技术方案和附图详细叙述本实用新型的具体实施例。

根据附图所示的原理示意图，带无功补偿功能的并联混合型有源滤波器由电容器、无源滤波器和有源滤波器组成。电容器用于补偿系统所需无功功率。无源滤波器负责补偿系统的高频谐波电流部分。低频谐波电流部分由有源滤波器APF进行补偿。有源滤波器APF实时检测电网的电压和电流，经指令电流运算计算得出补偿电流的指令信号，该信号经补偿电流发生电路放大，得出补偿电流，补偿电流和负载电流中要补偿的谐波电流抵消，最终得到期望的电源电流。例如，当需要补偿负载所产生的谐波电流时，有源电力滤波器检测出补偿对象负载电流i_L的谐波分量i_Lh，将其作为补偿电流的指令信号i_c^*，由补偿电流发生电路产生的补偿电流i_c即与负载电流中的谐波分量i_Lh大小相等，也就是说，交流电源电流is电源只向负载提供基波电流，而谐波电流由有源电力滤波器的补偿电流发生电路提供。从而使得交流电源电流is中只含基波，不含谐波。这样就达到了抑制电源电流中谐波的目的。

相控开关控制器实时监测电网的电流电压信号，环境温度信号和控制电压监测信号，经过控制器的计算后得出最佳目标相位，然后输出控制信号分别接相控开关和有源滤波器的补偿电流控制电路，使相控开关在最佳目标相位进行电容器投切，完成无功的动态补偿，消除系统涌流和过电压；使有源滤波器在最佳目标相位投切，避免系统涌流和过电压影响有源滤波器及系统中其他电力电子装置的正常工作。