[实用新型]一种有源电力滤波器

说明书

技术领域

本实用新型涉及配电网电能质量治理领域，尤其是一种有源电力滤波器。

背景技术

今天，许多生产过程中没有电力电子设备等非线性负载是不可想象的，但随着非线性负载的大规模应用，它将产生大量的谐波注入到电网中，使得电网电压、电流产生畸变，这种“污染”会对电力安全和设备造成严重的危害。据不完全统计，全世界每年因电能质量问题造成的经济损失高达1000亿美元，这个数据还在不断的上升，电能质量问题，已成为影响电网安全的巨大隐患，电能质量治理已经刻不容缓。

随着人们对电能质量要求的不断提高，电能质量治理技术也随之在不断发展，主要经历了三个发展阶段：无源电力滤波技术、组合电力滤波技术、有源电力滤波技术。从电能质量治理技术的发展历程来看，性能优越的有源电力滤波技术已经逐渐取代了低性能的无源电力滤波技术。

有源滤波技术的性能远优于无源滤波技术，它代表了电能质量治理的未来方向。

发明内容

为克服现有技术的缺点与不足，本实用新型提供一种功能全面、性能优良的有源电力滤波器，所采用的技术方案是：

一种有源电力滤波器，包括控制模块、滤波采样模块、功率逆变模块、驱动模块、人机对话模块和电源模块；滤波采样模块输入端连接功率逆变模块的直流侧和负载侧三相交流电，滤波采样模块和人机对话模块的输出端连接控制模块输入端，控制模块输出端分别连接人机对话模块和驱动模块输入端，驱动模块输出端连接功率逆变模块输入端，功率逆变模块输出端分别连接电源模块和负载。

所述的电源模块分别连接功率逆变模块、驱动模块、控制模块、滤波采样回路。电源模块输出共5路，分别是：1路+24V1，为散热风扇提供工作电源；1路+15V1为继电器和驱动模块提供工作电源；1路+15V2为控制核心板提供工作电源；1路+15V3、路+15V3为采样运算放大器和霍尔电流传感器提供工作电源。

进一步说明，所述的控制模块包括FPGA处理器、A/D采样回路、通信接口、遥信输入和遥控输出，负责有源电力滤波器的电流、电压数据采集、计算和处理，对有源电力滤波器的开关状态的进行控制、监测和判断，控制和监控输出逆变器开关的动作，逆变出可变 的电压。

进一步说明，所述的滤波采样模块依次设采集回路、过电压/电流保护回路、主投切回路、充电回路、高频电感和高通滤波回路，主要完成滤波、电压电流采集，开关控制和保护功能。

进一步说明，所述的采集回路包括电压采集回路和电流采集回路，所述的电压采集回路采集功率逆变模块的直流侧电压和负载侧三相电压，所述的电流采集回路采集所述的一种有源电力滤波器三相输出电流和负载侧三相电流。

进一步说明，所述的电压采集回路包括电压互感器和电压霍尔传感器，电压互感器完成三相电压的采集和转换，电压霍尔传感器完成正负直流电压的采集和转换。所述的电流采集回路包括电流互感器和电流霍尔传感器，电流互感器完成负载侧三相电流的采集和转换，电流霍尔传感器完成所述的一种有源电力滤波器三相输出电流的采集和转换。

进一步说明，所述的功率逆变模块包括逆变器回路、储能电容回路、主电抗回路、吸收电路和散热器，主要接受FPGA控制板的PWM调制，产生可变频率和可变电流。

进一步说明，所述的逆变器回路包括三相三电平逆变器，每相逆变器由4串联4并联的16个IGBT组成，分担输出功率，提高绝缘耐压等级。

进一步说明，所述的驱动模块包括隔离变换电源、驱动放大电路组成，其中每相电路有4路独立的驱动，主要控制逆变器的工作。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型功能全面，可同时实现智能滤除谐波、动态无功补偿、平衡三相负载功能。

滤波采样模块实时检测负载侧电流波形，经过控制模块的分析后得到需要补偿的谐波电流成分并向驱动模块发出PWM控制信号，并通过人机模块输出分析结果；驱动模块接收来自控制模块的PWM控制信号后，控制功率逆变模块工作，将大小相对，方向相反的电流注入供电系统，实现滤除(抵消)谐波功能，从而提高电气系统安全可靠性、达到节能增效的目的。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是本实用新型的外部原理图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步详细说明，其中所有附图中相同的标号代表相同或类似的部件，说明书中的附图为简化形式，仅供理解本实用新型的具体 结构。以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，而不能限制本实用新型的保护范围。