[發明專利]一種即插即用串聯混合型的有源諧波隔離器

有效

• 申請號: 201710653228.4
• 申請日: 2017-08-02
• 公開（公告）號: CN107482631B
• 公開（公告）日: 2020-05-19
• 發明（設計）人: 李達義;葉立文;余天保
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: H02J3/01
• 分類號: H02J3/01;H01F27/24
• 代理公司: 華中科技大學專利中心 42201
• 代理人: 廖盈春;曹葆青

本發明公開了一種即插即用有源諧波隔離器，其中單相制的有源諧波隔離器包括諧波電壓檢測單元、控制單元、特制互感器單元和無源濾波器單元，諧波電壓檢測單元包括電壓互感器和諧波電壓檢測模塊，控制單元包括電壓增益電路和電壓發生電路，電壓互感器并聯連接在特制互感器單元的一次側，電壓互感器連接諧波電壓檢測模塊，諧波電壓檢測模塊連接電壓增益電路，電壓增益電路連接電壓發生電路，電壓發生電路與特制互感器單元的二次側連接；特制互感器單元的一次側串聯在接入電網和諧波源負載之間；無源濾波器單元并聯連接在諧波源負載的兩端。本發明的即插即用有源諧波隔離器逆變量較小、結構和控制簡單、接入電網方便且諧波隔離效果好。

技術領域

本發明涉及電力濾波器技術領域，尤其涉及一種即插即用串聯混合型的有源諧波隔離器。

背景技術

電力電子裝置和非線性負載的廣泛應用產生大量的諧波，降低了電力系統的供電質量。諧波對電力系統來說就是一種污染，一種公害，它不僅會對電力系統本身的安全經濟運行構成威脅，還會給周圍的電氣環境帶來極大的影響和危害。現代信息技術、微電子技術和數控加工技術等領域的各種先進的精密儀器與設備對供電質量的要求越來越高，諧波抑制成為電力系統和電力用戶關注的熱點問題。

電力電子變換裝置是目前電力系統中最主要的諧波源，解決電力電子裝置造成的諧波問題有兩種方案：一種是主動型方案，即對電力電子裝置本身進行改造，使其不產生諧波，這種裝置屬于綠色電力電子裝置，是電力電子領域的熱門研究方向，這種方案的主要缺點是電力電子裝置要承受全部功率，系統動態響應要求很高，而且要對現有的設備進行更新，代價較大；另一種屬于被動型方案，通過裝設諧波補償裝置來補償諧波，這就是通常所說的電力濾波器，大部分電力濾波器除了具有濾波功能以外，還具有靜態或動態無功補償的功能。

電力濾波器一般分為無源電力濾波器和有源電力濾波器，其中無源電力濾波器是目前使用最為廣泛和成熟的諧波抑制手段，但是無源電力濾波器存在一些固有缺點：可能導致諧振現象、系統的阻抗嚴重地影響濾波特性、無法對變化的諧波進行實時補償等。有源電力濾波器就是為了解決無源電力濾波器的問題而提出的。目前一種常用的濾波器結構為混合型有源電力濾波器，主要包括并聯無源和串聯有源電力濾波器相結合的方案、無源和有源電力濾波器串聯聯接的方案和基于基波磁通補償的串聯有源電力濾波器。并聯無源和串聯有源電力濾波器相結合的方案的代表性文獻為：F.Z.Peng，H.Akagi，A.Nabae.A newapproach to harmonic compensation in power system–a combined system of shuntpassive and series active filters.IEEE Transactions on Industry Applications，1990，26(6)：983-990。無源與有源電力濾波器串聯聯接的方案的代表性文獻為：H.Fujita，H.Akagi.A practical approach to harmonic compensation in power systems-seriesconnection of passive and active filters.IEEE Transactions on IndustryApplications，1991，27(6)：1020-1025。這種濾波器將變壓器及逆變器部分移到并聯無源部分的下面，形成了一種新的拓撲結構，它跟并聯無源和串聯有源電力濾波器相結合的方案在原理是等效的，其濾波效果也完全一致。基于基波磁通補償的串聯有源電力濾波器是發明人提出的一種有源電力濾波器，代表性文獻為：D.Li，Q.Chen，Z.Jia，C.Zhang.A high-power active filtering system with fundamental magnetic fluxcompensation.IEEE Transactions on Power Delivery，2006，21(2)：823-830。