专利名称：一种混合结构的有源电力滤波器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种应用于输配电系统电压、无功、谐波综合治理的有源电力滤 波器。
背景技术：
输电及配电系统正常工作运行在工频信号下，但随着大量非线性负荷用电设备的 增加，注入电网中的谐波含量也随之增加，引起了电压及电流的波形畸变。供电系统常用的 方法是采用接触器自动投切电力滤波器来消除谐波。该方法无法确定投切时刻点，不能克 服合间涌流问题，响应速度慢，拉弧现象严重，接触器在运行过程中极易损坏，运行中的设 备存在着安全隐患。另外，低压无源晶闸管投切谐波治理装置虽然实现了电容器快速无触 点投切，但是谐波治理效果相当程度上受电网运行结构随机性改变的影响，有时会使滤波 电容器与系统发生并联谐振，使谐波电流放大导致滤波电容器损坏或晶闸管烧毁，该事故 在低压配电系统中频繁发生。有源电力滤波器是一种用于动态抑制谐波的新型电力电子装置，它能够对大小和 频率都变化的谐波以及变化的无功进行补偿，它利用可关断电力电子器件，产生与负荷电 流中谐波分量大小相等、相位相反的电流来抵消谐波的滤波装置。本实用新型采用的是一 种混合结构的有源电力滤波器，既有无源的部分，它对高频谐波滤除效果好，也有有源的部 分，对低频谐波部分有很好的滤波效果，而且不会引发其它高次谐波含量，将两者的优势合 二为一。发明内容为了提高线路功率因数，改善电网电能质量，结合有源滤波器和无源滤波器的优 点，本实用新型提出了一种混合结构的有源电力滤波器，无论是低次谐波还是高次谐波，都 具有很好的滤波效果，滤除率达80%以上，实现了电压、无功、谐波的综合治理。如图1所示，本实用新型所采用的技术方案是在控制过程中，通过检测被补偿对 象的电流瞬时值，经指令电流运算电路得出谐波补偿电流的指令信号，控制变流器产生所 需要的谐波补偿电流。该谐波补偿电流与负载电流中要补偿的谐波成份及无功电流大小相 等而相位相反，可以相互抵消，最终获得期望的电源电流为一完美的正弦波电流，既提高了 线路功率因数，又改善了电网电能质量。
图1、有源电力滤波器原理图。
具体实施方式
图1为混合结构的有源电力滤波器的系统构成原理图。采用有源电力滤波部分与 无源单调谐电路串联后并联接入电网的方式。采用此种方式有源部分可以只承受谐波电压，而不需要承受或只承受很小的基波电压，从而可以减小有源部分的承受电压，保证装置 具有更好的滤波效能和更高的工作可靠性。图中Is为系统侧电流，负载为谐波源，它产生并消耗无功。有源电力滤波器系统 由两大部分组成，即指令电流运算电路和补偿电流发生电路(由电流跟踪控制电路、驱动 电路和主电路三个部分构成)。其中，指令运算电路的核心是检测出补偿对象中的谐波和 无功等电流分量，因此有时也称之为谐波和无功电流检测电路。补偿电流发生电路的作用 是根据指令电流运算电路得出的补偿电流的指令信号，产生实际的补偿电流。主电路采用 PWM变流器。逆变桥采用的电力电子器件为IGBT，其它的电力电子器件如MOSFET和GTO的逆变 器桥也可考虑，但是综合考虑到开关频率、器件容量、开断损耗等技术参数，IGBT逆变器桥 是最佳的选择，也是现今最常用的。直流电解电容器作为三相逆变器的直流逆变侧的储能 电容。PWM电抗器把电压源转变为电流源。高频RC吸收回路把由PWM开关动作产生的高 频成分吸收。
权利要求1. 一种混合结构的有源电力滤波器，其特征在于在控制过程中，通过检测被补偿对 象的电流瞬时值，经指令电流运算电路得出谐波补偿电流的指令信号，控制变流器产生所 需要的谐波补偿电流。
专利摘要一种电压、无功、谐波综合治理的混合结构有源电力滤波器，采用了有源电力滤波部分与无源单调谐电路串联后并联接入电网的方式，在控制过程中，通过检测被补偿对象的电流瞬时值，经指令电流运算电路得出谐波补偿电流的指令信号，控制变流器产生所需要的谐波补偿电流。该谐波补偿电流与负载电流中要补偿的谐波成份及无功电流大小相等而相位相反，可以相互抵消。
文档编号H02J3/18GK201839005SQ201020502500
公开日2011年5月18日 申请日期2010年8月24日 优先权日2010年8月24日
发明者张研, 贺国庆, 郑元彬 申请人:北京思能达节能电气股份有限公司