[发明专利]一种无源接口的LCL型有源电力滤波器系统及方法

权利要求书

1.一种无源接口的LCL型有源电力滤波器系统,其特征在于,包括:

主电路:采集脉冲信号，通过三相逆变器制造大小相等，相位相反的谐波电流注入电网，补偿电网畸变电流，使电源电流中只含有基波分量；

控制系统: 用于检测谐波电流，根据检测的电网电流，得到补偿的谐波电流指令，根据检测的直流母线电容电压，得到基波指令电流，谐波指令电流加上基波指令电流得到要补偿的指令电流，结合指令电流与逆变器实际输出电流比较，得到误差值进行双闭环控制，控制方式采用比例控制结合重复控制，最后进行驱动电路调制得到调制波。

2.根据权利要求1所述的一种无源接口的LCL型有源电力滤波器系统,其特征在于,主电路包括：

三相逆变器:用于接受脉冲信号产生一个与负载谐波电流大小相等、相位相反的谐波电流来抵消负载电流中的谐波成分，输入接储能原件,输出接输出滤波器；

输出滤波器: 用于实现较理想的开关纹波滤除效果，输入接三相逆变器,输出接入三相电网；

储能原件: 用于为有源电力滤波器提供稳定直流，输出接入三相逆变器。

3.根据权利要求2所述的一种无源接口的LCL型有源电力滤波器系统,其特征在于,所述三相逆变器为三相电压型逆变器，储能原件为直流电容, 所述三相电压型逆变器经过脉冲信号产生补偿电流与输出滤波器连接；三相电压型逆变器与输出滤波器串联之后与非线性负载并联接入电网。

4.根据权利要求3所述的一种无源接口的LCL型有源电力滤波器系统,其特征在于, 所述输出滤波器为高阶滤波器， 采用LCL型滤波器结合无源端口的方式，LCL滤波器采用星形连接的方式，L₁为逆变器侧滤波电感，L₂为电网侧滤波电感，C为滤波支路上的滤波电容，无源接口由电阻R_d、电容C_d、电感L_d三个无源器件并联组成，与滤波电容C串联在滤波支路上；LCL滤波器输入接三相逆变器，输出接入三相电网。

5.根据权利要求4所述的一种无源接口的LCL型有源电力滤波器系统,其特征在于,控制电路包括

谐波电流检测电路：与电流跟踪控制电路连接，用于检测负载中的谐波电流成分；

直流侧电容电压检测电路：与电流跟踪控制电路连接，用于实现电压的稳定性控制；

锁相环电路：与直流侧电压检测电路连接，用于实现电网相角、频率信息的准确、快速提取；

电网侧电感电流检测电路：与电流跟踪控制电路连接，用于准确跟踪谐波电流指令；

逆变器侧电感电流检测电路：与电流跟踪控制电路连接，用于增加系统阻尼；

电流跟踪控制电路：与驱动电路连接，用于实现补偿谐波电流的无拍差跟踪；

驱动电路：与三相逆变器连接，用于生成对应的调制信号。

6.一种无源接口的LCL型有源电力滤波器系统的方法，采用如权利要求1至5任意一项所述的无源接口的LCL型有源电力滤波器系统，其特征在于：包括

步骤1：获取并联型有源电力滤波器的状态信息，利用电压电流传感器采集负载电流i_L、电网电压u_g、直流母线电容电压v_dc、滤波器逆变器侧电感电流i₁、滤波器电网侧电感电流i₂；

步骤2：以直流母线电容电压为参考值u_dc^*减去其检测到的实际值u_dc，得到直流母线电压的误差值，经过PI控制器得到直流侧电压的调节量，再乘以检测得到的电网a相的相位信息得到基波电流指令；

步骤3：利用谐波检测电路，将检测到的负载电流经过abc/dq变换后进行低通滤波,得到基波电流分量，再与负载电流相减得到要补偿的谐波电流指令；

步骤4：将基波电流指令加上谐波电流指令得到要补偿的电流指令，结合电流指令对有源电力滤波器的逆变器侧电感电流和电网侧电感电流进行双闭环反馈控制，电流跟踪控制电路采用比例控制结合重复控制的方式得到调制波，控制功率器件开关动作，生成与负载侧谐波及无功电流相反的补偿电流；实现对电网输出电流的无功与谐波补偿。