[实用新型]一种有源电力滤波器装置

说明书

技术领域

本实用新型属于电力谐波治理技术领域，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。 

背景技术

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/K_V适当小，或者说K_V要足够大(K_V是电压通道系数，详见原文)。实验证明，K_V取值10左右方可取得足够的抑制自激振荡效果，因此对应1V的谐波电压，滤波器对应输出的谐波电流约为10A。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1％-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44A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。 

实用新型内容

本实用新型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，本实用新型采用了以下方案：