[发明专利]一种即插即用串联混合型的有源谐波隔离器

说明书

本发明公开了一种即插即用有源谐波隔离器，其中单相制的有源谐波隔离器包括谐波电压检测单元、控制单元、特制互感器单元和无源滤波器单元，谐波电压检测单元包括电压互感器和谐波电压检测模块，控制单元包括电压增益电路和电压发生电路，电压互感器并联连接在特制互感器单元的一次侧，电压互感器连接谐波电压检测模块，谐波电压检测模块连接电压增益电路，电压增益电路连接电压发生电路，电压发生电路与特制互感器单元的二次侧连接；特制互感器单元的一次侧串联在接入电网和谐波源负载之间；无源滤波器单元并联连接在谐波源负载的两端。本发明的即插即用有源谐波隔离器逆变量较小、结构和控制简单、接入电网方便且谐波隔离效果好。

技术领域

本发明涉及电力滤波器技术领域，尤其涉及一种即插即用串联混合型的有源谐波隔离器。

背景技术

电力电子装置和非线性负载的广泛应用产生大量的谐波，降低了电力系统的供电质量。谐波对电力系统来说就是一种污染，一种公害，它不仅会对电力系统本身的安全经济运行构成威胁，还会给周围的电气环境带来极大的影响和危害。现代信息技术、微电子技术和数控加工技术等领域的各种先进的精密仪器与设备对供电质量的要求越来越高，谐波抑制成为电力系统和电力用户关注的热点问题。

电力电子变换装置是目前电力系统中最主要的谐波源，解决电力电子装置造成的谐波问题有两种方案：一种是主动型方案，即对电力电子装置本身进行改造，使其不产生谐波，这种装置属于绿色电力电子装置，是电力电子领域的热门研究方向，这种方案的主要缺点是电力电子装置要承受全部功率，系统动态响应要求很高，而且要对现有的设备进行更新，代价较大；另一种属于被动型方案，通过装设谐波补偿装置来补偿谐波，这就是通常所说的电力滤波器，大部分电力滤波器除了具有滤波功能以外，还具有静态或动态无功补偿的功能。

电力滤波器一般分为无源电力滤波器和有源电力滤波器，其中无源电力滤波器是目前使用最为广泛和成熟的谐波抑制手段，但是无源电力滤波器存在一些固有缺点：可能导致谐振现象、系统的阻抗严重地影响滤波特性、无法对变化的谐波进行实时补偿等。有源电力滤波器就是为了解决无源电力滤波器的问题而提出的。目前一种常用的滤波器结构为混合型有源电力滤波器，主要包括并联无源和串联有源电力滤波器相结合的方案、无源和有源电力滤波器串联联接的方案和基于基波磁通补偿的串联有源电力滤波器。并联无源和串联有源电力滤波器相结合的方案的代表性文献为：F.Z.Peng，H.Akagi，A.Nabae.A newapproach to harmonic compensation in power system–a combined system of shuntpassive and series active filters.IEEE Transactions on Industry Applications，1990，26(6)：983-990。无源与有源电力滤波器串联联接的方案的代表性文献为：H.Fujita，H.Akagi.A practical approach to harmonic compensation in power systems-seriesconnection of passive and active filters.IEEE Transactions on IndustryApplications，1991，27(6)：1020-1025。这种滤波器将变压器及逆变器部分移到并联无源部分的下面，形成了一种新的拓扑结构，它跟并联无源和串联有源电力滤波器相结合的方案在原理是等效的，其滤波效果也完全一致。基于基波磁通补偿的串联有源电力滤波器是发明人提出的一种有源电力滤波器，代表性文献为：D.Li，Q.Chen，Z.Jia，C.Zhang.A high-power active filtering system with fundamental magnetic fluxcompensation.IEEE Transactions on Power Delivery，2006，21(2)：823-830。