[发明专利]用于改善PCC处电能质量的电压检测型有源滤波器

说明书

本发明提供了一种用于改善PCC处电能质量的电压检测型有源滤波器，包括：电力电子变流器、LCL滤波电路、直流侧电容、网侧电流检测接口电路、直流侧电压检测接口电路、PCC处电压和过零检测电路及处理器；处理器分别与电力电子变流器、网侧电流检测接口电路、直流侧电压检测接口电路及PCC处电压和过零检测电路相连接；电力电子变流器分别与LCL滤波电路及直流侧电容相连接，LCL滤波电路与网侧电流检测接口电路相连接；直流侧电容与直流侧电压检测接口电路相连接。本发明仅提取PCC处谐波电压而不提取电流，简化了硬件结构，提高影响速度，能够做到消除指定次谐波电压；控制简单、方法合理、操作简便，可以实时地进行电网补偿。

技术领域

本发明电力系统的滤波技术领域，特别是一种用于改善PCC处电能质量的电压检测型有源滤波器。

背景技术

电能质量问题一直是电力系统的热点之一。随着电力系统中非线性负载的激增，谐波电流和电压畸变问题也变得更加突出。有源电力滤波器作为解决谐波问题的有效方法之一，被广泛运用于电力系统中。从接入电网的方式上分为串联型和并联型两类。目前，并联型应用较为广泛。传统的并联型有源滤波器通过检测负载的谐波电流，由补偿装置产生一个与该谐波电流大小相等、极性相反的补偿电流，从而使负载电流只含基波分量。

但是随着负载电力电子化态势的加重，导致配电网中非线性的负载具有多而分散的特性，显然基于电流检测方式的有源电力滤波器无论是从补偿效果方面还是经济性方面皆已不适用，且在电网电压大小、频率及相位发生波动时难以快速正确地提取出谐波电压，控制方法复杂。

发明内容

本发明针对上述现有技术中的缺陷，提出了如下技术方案。

一种用于改善PCC处电能质量的电压检测型有源滤波器，所述有源滤波器包括：电力电子变流器、LCL滤波电路、直流侧电容、网侧电流检测接口电路、直流侧电压检测接口电路、PCC处电压和过零检测电路及处理器；所述处理器分别与所述电力电子变流器、网侧电流检测接口电路、直流侧电压检测接口电路及PCC处电压和过零检测电路相连接；所述电力电子变流器分别与所述LCL滤波电路及直流侧电容相连接，所述LCL滤波电路与所述网侧电流检测接口电路相连接；所述直流侧电容与所述直流侧电压检测接口电路相连接。

更进一步地，所述处理器包括谐波电压提取模块、谐波电压控制模块和补偿电流控制模块；所述谐波电压提取模块分别与PCC处电压和过零检测电路及谐波电压控制模块相连接，所述谐波电压提取模块用于通过PCC处电压和过零检测电路的检测得到的PCC处电压提取出指定次谐波分量；所述谐波电压控制模块用于通过谐波电压提取模块提取出的电压谐波分量得到所需各次谐波补偿电流指令，并将所述各次谐波补偿电流指令发送至所述补偿电流控制模块，所述补偿电流控制模块分别与所述网侧电流检测接口电路和直流侧电压检测接口电路相连接。

更进一步地，所述补偿电流控制模块将所述各次谐波补偿电流指令转换为电力电子变流器的三相电压指令。

更进一步地，所述谐波电压提取模块基于改进的滑窗离散傅里叶变换(SDFT)的进行谐波电压的提取。

更进一步地，所述谐波电压的提取包括：

(1)通过PCC处电压和过零检测电路得到三路电压脉冲信号，每路电压脉冲信号的上升沿和下降沿皆与对应相交流电压的过零时刻同步；使用三个时间计数器，每上升沿或下降沿时刻对所述三个计数器清零，并在各路电压脉冲信号的上升沿和下降沿时刻记录计数器值，并通过下式

计算得到基波电压角频率，N_up、N_down分别表示上升沿和下降沿时刻的计数器值，T_c表示单位计数器值所对应时间；