[发明专利]一种基于数字化可复位积分控制的有源电力滤波器

说明书

本发明涉及一种基于数字化可复位积分控制的有源电力滤波器，包括主功率电路和控制电路；所述控制电路接收来自主功率电路的直流环节电容C的电压信号Vc以及网侧电流信号iac，根据所述电压信号Vc以及网侧电流信号iac确定是否生成用于控制主功率电路的功率开关S1、S2、S3和S4动作的门极驱动信号，并且对所述可复位数字积分器进行复位操作。主功率电路的功率开关S1、S2、S3和S4根据所述门极驱动信号进行相应动作后，有源滤波器就能向网侧线路注入与线路上的谐波幅值相同而相位相反的电流。相对于现有的滤波器而言，以上实施例的有源滤波器电路简单，避免用到多个传感器，能够减少电力滤波器的整体成本。

技术领域

本发明涉及用电力电子技术领域，具体涉及一种基于数字化可复位积分控制的有源电力滤波器。

背景技术

低压配网降损增效是电网管理中的重要工作，低压配网电量损耗占比高、成因复杂、治理难度大。随着现代化的电子设备和装置得到越来越多地使用，电网面对的非线性负载也与日俱增，非线性负载除了消耗有功功率以外，还会吸取无功功率并且向电网注入丰富的谐波电流。这些问题会拉低电网的功率因数，对邻近负载产生电磁干扰以及使得配电变压器过热，增加了低压配网的电量损耗。

并联式有源电力滤波器通过向电力线路注入与谐波幅值相同而相位相反的电流使得网侧电流正弦化。在有源电力滤波器的常用设计方法中，往往会需要采样网侧电压、网侧电流、自身电流和直流环节电压或电流以产生控制电路所需的参考基准，因此需要用到多个传感器，导致装置整体成本较高，电路复杂。

发明内容

本发明旨在提出一种基于数字化可复位积分控制的有源电力滤波器，以避免用到多个传感器，减少电力滤波器的整体成本，简化电路。

为此，本发明实施例提出一种基于数字化可复位积分控制的有源电力滤波器，包括主功率电路和控制电路；

所述主功率电路包括一功率电感L、由四个双向功率开关S1-S4构成的全桥电路以及直流环节电容C，所述功率电感L的一端与电网侧一端相连，另一端分别与功率开关S1的源极、功率开关S2的漏级连接；电网侧另一端分别与功率开关S3的源极、功率开关S4的漏级连接；所述直流环节电容C的正极性端分别与功率开关S1的漏极以及功率开关S3的漏极连接，负极性端与功率开关S2的源极以及功率开关S4的源极连接；

所述控制电路包括依次连接的PWM发生器、模拟比较器和电压环控制器，所述模拟比较器和电压环控制器之间设置可复位数字积分器，所述模拟比较器设置有同相输入端和反相输入端，所述电压环控制器用于对直流环节电容C的电压信号Vc进行调节后得到控制信号Vm，所述可复位数字积分器用于对所述控制信号Vm进行负向积分处理得到积分信号Vj，并将所述积分信号Vj与所述控制信号Vm相加得到结果V送至所述模拟比较器的反向输入端，所述模拟比较器的同向输入端接收网侧电流信号iac；所述模拟比较器用于将所述结果V与所述网侧电流信号iac进行比较，并当所述比较结果为输入量相等时，生成一下降沿至所述PWM发生器；所述PWM发生器用于当接收到所述下降沿时，生成功率开关S1、S2、S3和S4的门极驱动信号并发送至功率开关S1、S2、S3和S4，并且对所述可复位数字积分器进行复位操作。

优选地，所述控制电路的第一输入端的一端连接一电流传感器，另一端连接所述模拟比较器的同向输入端，所述电流传感器用于采集所述网侧电流iac并送至所述控制电路的第一输入端。

优选地，所述控制电路的第二输入端的一端连接一分压器，另一端连接所述电压环控制器，所述分压器用于采集直流环节电容电压信号Vc并送至所述控制电路的第二输入端。

优选地，所述主功率电路通过所述功率电感L以及所述全桥电路形成两组共用电感的Boost电路，其中每一组Boost电路分别工作在相应的半个工频周期。

优选地，所述直流环节电压Vc的值始终高于网侧电压的峰值。