[发明专利]大容量并联混合型有源电力滤波器

说明书

技术领域

本发明涉及一种并联混合型有源电力滤波器。

背景技术

如图1所示，我国现有的传统型并联混合型APF中通常需要一个高带宽的PWM变流器作为有源滤波器的主电路，由此决定了现有的混合型滤波器系统只适用于补偿中等功率以下的负载。对于大功率的非线性负载，制作与其相对应的高宽带、大容量有源滤波器是非常困难的。因此，现有的传统型并联混合型APF不能用于抑制大功率非线性负载所产生的谐波。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：针对单一检测网侧或负载侧谐波电流控制方法的缺点，提出了一种改进型的并联混合型有源电力滤波结构，并且采用复合式控制方法，能够很好解决APF容量受限问题。

为解决上述技术问题，本发明是按如下方式实现的：一种大容量并联混合型有源电力滤波器，包括真空断路器、控制器、有源滤波器、无源滤波器、特制耦合变压器；所述控制器、所述有源滤波器安装在有源滤波器柜内，所述真空断路器、所述无源滤波器和所述特制耦合变压器安装在补偿柜内；所述真空断路器的进线端与主进线电源连接，所述真空断路器的出线端与所述无源滤波器的电容器端相连接，所述无源滤波器的电抗器端与所述特制耦合变压器一端相连接，所述特制耦合变压器另一侧接线端与所述有源滤波器相连接。

本发明的积极效果：本发明并联混合型有源滤波器装置中APF被控制为一个谐波电流源，La为阻抗值很小的附加电感。该改进型的并联混合型APF与传统型的并联混合型APF相比，主要区别在于APF被看作一个受控电流源。因此，基波无功电流被强迫流入附加电感La，APF中只流过谐波电流。由于无源滤波器的存在，APF不承受谐波电压，又由于La与无源滤波器相比基波阻抗很小，因此，APF承受的电压也很低，从而APF的容量也可做得很小。改进型的并联混合型APF可应用于较大容量的场合。

本发明选用动态综合无功补偿和谐波治理控制器采用复合控制方法实时跟踪测量负荷和电网的电压、功率因数、无功电流，谐波电流与预先设定给定值进行比较，在它的作用下，可对负载中的谐波电流进行较好的补偿。解决了无源滤波器和电网阻抗之间的谐振问题以及功率因数不好的问题。

附图说明

图1是传统并联混合型APF系统。

图2是改进的混合型APF系统。

图3是改进型混合有源电力滤波器原理图。

图4(a)是等效电路图。

图4(b)是对i_sh等效电路图。

图4(c)是对e_sh等效电路图。

图5是本发明的结构示意图。

其中，C3：无源滤波器三次电容器

L3：无源滤波器三次电抗器

C5：无源滤波器五次电容器

L5：无源滤波器五次电抗器

APF：有源滤波器

Us：电网电源

La：附加电感。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

考虑到在实际应用中，大功率非线性负载在要求滤除谐波的同时，也要求混合型滤波系统具有无功补偿能力。但是在传统型的并联混合型有源电力滤波系统中，大量的基波无功电流流入并联混合滤波系统的有源部分，使有源滤波器的容量也相应较大。为进一步减少有源滤波器的容量，使并联混合APF系统能够应用于大功率场合，采用了一种改进型的并联混合型APF结构，如图2所示。

图2中APF被控制为一个谐波电流源，La为阻抗值很小的附加电感。该改进型的并联混合型APF与传统型的并联混合型APF相比，主要区别在于APF被看作一个受控电流源。因此，基波无功电流被强迫流入附加电感La，APF中只流过谐波电流。由于无源滤波器的存在，APF不承受谐波电压，又由于La与无源滤波器相比基波阻抗很小，因此，APF承受的电压也很低，从而APF的容量也可做得很小。以上分析可知，改进型的并联混合型APF可应用于较大容量的场合。另外，当APF过电流或故障时，该系统可借助于快速熔断器，迅速脱离整个滤波系统，与此同时，无源滤波器和附加电感La组成的滤波系统还可正常工作，不至于对电网造成较大的冲击。这点在工程应用上非常重要，因此，这种改进型的并联混合型APF具有很强的实用性。

改进型混合APF原理如图3所示。下面对该结构的滤波电路抑制系统谐振及滤波效果进行分析。