[發明專利]一種適用于一類沖擊性負載的混合諧波抑制技術

在審

• 申請號: 201710309028.7
• 申請日: 2017-05-04
• 公開（公告）號: CN106953326A
• 公開（公告）日: 2017-07-14
• 發明（設計）人: 王立國;金東鑫;朱昊晨;徐建新;常鑫瑞;齊驥;杜煜超
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: H02J3/01
• 分類號: H02J3/01;H02J3/18
• 代理公司: 哈爾濱龍科專利代理有限公司23206
• 代理人: 高媛

技術領域：

本發明涉及一種適用于一類沖擊性負載的混合諧波抑制技術。

背景技術：

在加工制造業中大功率直流電機投入使用，由于其運行時負載沖擊性、感性和非線性，導致大量的無功和諧波電流注入電網，嚴重影響供電線路上其他敏感性負載的可靠運行，因此，許多電力電子濾波器和補償裝置投入使用，來改善電能質量。無源電力濾波器(Passive PowerFilter，PPF)由于成本低廉結構簡單而廣泛使用，但是難以解決由于參數固定而帶來的無功過補和電流諧振的隱患。靜止無功發生器(Static Var Generator，SVG)具有高精度動態無功補償的優勢，但是其架設成本隨無功容量劇增，難以滿足大功率場合的經濟性。

晶閘管投切濾波器(Thyristor Switch Filter，TSF)作為晶閘管投切電容器(Thyristor Switch Filter，TSC)的衍生產品，通過2N編碼的方式可以實現無功容量的近線性調節，同時可以發揮TSF通道LC串聯諧振的優勢抑制流入電網的特定頻率的諧波電流。不過，TSF在單獨使用時由于參數設計的不合理，或者網側參數的變化，有可能發生并聯諧振，近而放大諧波電流危害整個系統的安全可靠運行。有源電力濾波器(Active PowerFilter，APF)作為一種高精度的動態諧波抑制電力電子設備，同樣由于成本問題容量受限，而且，在沖擊性負載下，APF逆變橋開關器件承受電流應力過大，極易損壞三相逆變橋橋臂，引發事故。

發明內容：

本發明的目的是提供一種適用于一類沖擊性負載的混合諧波抑制技術，在于解決TSF單獨運行時濾波精度低，易于網側發生諧振，APF單獨運行時，補償容量受限，開關元件電流應力過大的問題，提出TS-APF混合補償系統，使TSF和APF協調運行，同時進行無功補償和諧波抑制，降低成本，提高精度，增強系統運行可靠性。

上述的目的通過以下的技術方案實現：

一種適用于一類沖擊性負載的混合諧波抑制技術，交流電e_s為三相分別是A相、B相、C相，所述的交流電e_s的A相連接阻抗Z_S后連接電感L_A的一端、TSF補償單元中5th的A端、TSF補償單元中7th的A端與負載的1號端；

所述的交流電e_s的B相連接阻抗Z_S后連接電感L_B的一端、TSF補償單元中5th的B端、TSF補償單元中7th的B端與負載的2號端；

所述的交流電e_s的C相連接阻抗Z_S后連接電感L_C的一端、TSF補償單元中5th的C端、TSF補償單元中7th的C與負載的3號端；

所述的電感L_A的另一端連接APF三相全橋的A端，

所述的電感L_B的另一端連接APF三相全橋的B端，

所述的電感L_C的另一端連接APF三相全橋的C端，

所述的APF三相全橋并聯電容C，

所述的電感L_A的一端、電感L_B的一端與電感L_C的一端均將信號輸入至信號采樣模塊，所述的電容C將信號輸入至信號采樣模塊，

所述的信號采樣模塊將信號傳遞給DSP/CPLD控制單元，所述的DSP/CPLD控制單元將信號分別傳遞給IGBT驅動電路與晶閘管驅動電路，

所述的IGBT驅動電路將PWM信號傳遞給APF三相全橋，所述的晶閘管驅動電路將過零投切信號傳遞給TSF補償單元。

所述的電感L_A的一端、電感L_B的一端與電感L_C的一端與TSF補償單元中5th的A端TSF補償單元中5th的B端、、與TSF補償單元中5th的C端之間為電流采樣信號源；

所述的APF三相全橋的三端與電感L_A的另一端、電感L_B的另一端與電感L_C的另一端之間也為電流采樣信號源。

所述的一種適用于一類沖擊性負載的混合諧波抑制技術，PCC三相電壓將電壓傳遞給電壓互感器，所述的電壓互感器將信號傳遞給信號調理電路，所述的信號調理電路將信號傳遞給DSP控制器的A/D采樣模塊，所述的DSP控制器還接收電源的信號與鍵盤的信號；