[发明专利]一种有源电力滤波器的滤波电路

说明书

本发明公开了一种有源电力滤波器的滤波电路，包括。本发明一种有源电力滤波器的滤波电路，包括第一电感、第二电感和后级滤波电路，所述第一电感与第二电感串联连接，所述第二电感与后级滤波电路串联连接，其中：第一电感及第二电感的耦合系数接近于1，电感漏磁小；第一电感为零序变压器，对APF的输出频段几乎无抑制作用，M个并联支路的输出频段的磁通抵消，第一电感不易饱和；第一电感对交错并联的开关频率纹波有良好的抑制作用，减小逆变桥臂的电流应力；本发明能够尽可能的使滤波器抑制APF的开关频率及其倍频的纹波电流，同时尽可能的提升APF的输出频段的输出能力，本发明所涉及的滤波电路不影响控制系统的稳定性。

技术领域

本发明涉及一种滤波电路，特别涉及一种有源电力滤波器的滤波电路，属于滤波电路技术领域。

背景技术

有源电力滤波器(APF)是柔性交流输电技术的重要设备之一，代表着现阶段电力系统电能质量治理的发展方向。APF能够快速提供容性、感性无功功率及谐波电流，实现适当的而无功功率控制及谐波补偿，APF电力电子设备受功率器件耐压水平、载流能力、开关频率、制造工艺、价格以及串并联技术等的限制，单机容量不能做的很大，特别相比于电力电子变换器领域的其他装置(静置无功补偿器、全控型整流器、逆变器等)，APF需要输出谐波电流，而受制于滤波电路阻抗的限制，谐波电流的次数越高，其输出能力越受限制，以典型的L型滤波电路为例，滤波器的主要作用之一是抑制系统产生的开关频率纹波，即滤波器需要在开关频率Fpwm处有较小的增益。此类型滤波器在Fpwm处增益越低，则其在APF输出频段(典型的如250Hz-1250Hz)的增益也越低，使APF的输出能力受到限制(输出电流被较低增益的滤波器滤除了)，因此，滤波电路的开关频率纹波的抑制能力与输出频段的输出能力是存在矛盾的，逆变桥臂的电流应力与输出频段的输出能力存在同样的矛盾。

现有技术中，方法之一是基于LCL型滤波电路在开关频率及其倍频处增加陷波器的技术方案，参见在CN201310329714.2专利。

方法之二是基于L型滤波电路采用交错并联的控制技术，消除开关频率的纹波，此方案在大量的电力电子变换器(直流-直流、逆变器等)中有应用。

方法之三是基于L型滤波电路采用耦合电感及交错并联的控制技术，消除开关频率的纹波，此方案在大量的电力电子变换器(直流-直流、逆变器等)中有应用。

方法之一是在开关频率及其倍频处增加陷波器的技术方案，该方案的主要意图是解决LCL无源阻尼方案中阻尼电阻功耗过大的问题，而非解决本技术难点。在本技术难点之下其不足之处在于，降低滤波电路电感量的同时，增加了陷波器的滤波电流，导致陷波器中滤波电容的电流应力较大，需要较高电压等级的滤波电容或较高容值的滤波电容，在滤波器的成本、体积上并无优势。另一方面，降低滤波电路电感量的同时，增加了滤波电感上的纹波电流，增加了逆变桥臂的电流应力。

方法之二是采用交错并联的控制技术，该方案的不足之处在于，降低滤波电路电感量的同时，虽然并联之后的纹波电流能够有效降低，但单个支路滤波电感上的纹波电流及逆变桥臂的电流应力仍然较大。

方法之三是采用耦合电感及交错并联的控制技术，该方案的不足之处在于耦合电感的耦合系数、磁饱和及漏磁设计难度较大。

同时，方法之二及方法之三对开关频率倍频电流纹波的抑制作用并无优势。

发明内容

本发明的目的在于提供一种有源电力滤波器的滤波电路，以解决上述背景技术中提出的实现对其开关频率及倍频的谐波存在良好的滤波特性，满足其输出频段良好的输出特性，不影响控制系统的稳定性的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种有源电力滤波器的滤波电路，包括第一电感、第二电感和后级滤波电路，所述第一电感与第二电感串联连接，所述第二电感与后级滤波电路串联连接，其中：

第一电感及第二电感的耦合系数接近于1，电感漏磁小；