[发明专利]一种有源电力滤波器的有源阻尼电路及其控制方法

说明书

本发明公开了一种有源电力滤波器的有源阻尼电路及其控制方法，属于滤波器技术领域，本发明使用了两个变换器，每个变换器都有其对应控制器。在所提出的系统中，主变换器为有源电力滤波器变换器，用于补偿谐波电流，辅助变换器为有源阻尼变换器，用于抑制LCL滤波器的谐振。辅助变换器通过接口电感连接到LCL滤波器中的滤波电容器。主逆变器产生具有开关纹波谐波。因此，辅助逆变器的输出滤波器设计为在2倍主变换器开关频率是与滤波电容器具有零电阻，以更好地衰减主逆变器在该频率下的纹波谐波并防止传递到电网。

技术领域

本发明涉及滤波器技术领域，具体是一种有源电力滤波器的有源阻尼电路及其控制方法。

背景技术

为了解决LCL滤波器的谐振问题，通常的两种常用方法是无源阻尼和有源阻尼方法，其中无源阻尼方法是通过在LCL滤波器中额外添加电阻元件来实现的，而有源阻尼方法是通过修改控制器算法实现的。然而，无源阻尼方法由于添加了额外的电阻元件，导致了系统的额外损耗，系统效率降低，而有源阻尼方法的应用导致系统控制器带宽受到限制。

有源电力滤波器中使用了具有LCL输出滤波器可以较好地减少运行期产生的开关纹波电流。但是，LCL滤波器存在谐振问题，可能会导致电能质量不佳或导致系统不稳定。

发明内容

本发明的目的在于提供一种有源电力滤波器的有源阻尼电路及其控制方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

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有源阻尼电路，包括主变换器和辅助变换器，两个变换器都有其对应控制器，所述主变换器为有源电力滤波器变换器，用于补偿谐波电流，辅助变换器为有源阻尼变换器，用于抑制LCL滤波器的谐振，辅助变换器通过接口电感连接到LCL滤波器中的滤波电容器，主变换器接到连接到LCL滤波器中的电感L1侧，主逆变器产生开关纹波谐波，辅助逆变器的输出滤波器为在2倍主变换器开关频率时与滤波电容器具有零电阻。

作为本发明的进一步方案：所述辅助变换器针对谐振频率呈现电阻特性。

一种有源电力滤波器的有源阻尼电路控制方法，首先，测量LCL滤波器的电容器支路电流以产生谐振控制器的谐振参考电流，然后，通过从电容器电流中提取滤波后的信号来获得谐振信号，根据谐振信号主变换器补偿谐波电流，辅助变换器抑制LCL滤波器的谐振。

作为本发明的进一步方案：所述谐振电流是通过使用陷波滤波器获得的。

作为本发明的进一步方案：陷波滤波器的传递函数在下式中给出：其中，ω_n是谐振频率，Q决定陷波滤波器的抑制带宽和增益。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明使用了两个变换器，每个变换器都有其对应控制器。在所提出的系统中，主变换器为有源电力滤波器变换器，用于补偿谐波电流，辅助变换器为有源阻尼变换器，用于抑制LCL滤波器的谐振。辅助变换器通过接口电感连接到LCL滤波器中的滤波电容器。主逆变器产生具有开关纹波谐波。因此，辅助逆变器的输出滤波器设计为在2倍主变换器开关频率是与滤波电容器具有零电阻，以更好地衰减主逆变器在该频率下的纹波谐波并防止传递到电网。

附图说明

图1为基于辅助变换器的有源阻尼电路电路原理图；

图2为基于辅助变换器的有源阻尼电路控制算法示意图；

图3为基于辅助变换器的有源阻尼电路的LCL滤波器的简化电路图；

图4为本发明验证实验结果波形图。

具体实施方式