[發明專利]用于改善PCC處電能質量的電壓檢測型有源濾波器

有效

• 申請號: 201811630741.2
• 申請日: 2018-12-29
• 公開（公告）號: CN109617076B
• 公開（公告）日: 2020-09-18
• 發明（設計）人: 李珍國;周航宇;賈清泉;岳東
• 申請（專利權）人: 燕山大學
• 主分類號: H02J3/01
• 分類號: H02J3/01;H02J3/18
• 代理公司: 北京孚睿灣知識產權代理事務所(普通合伙) 11474
• 代理人: 舒麗亞

本發明提供了一種用于改善PCC處電能質量的電壓檢測型有源濾波器，包括：電力電子變流器、LCL濾波電路、直流側電容、網側電流檢測接口電路、直流側電壓檢測接口電路、PCC處電壓和過零檢測電路及處理器；處理器分別與電力電子變流器、網側電流檢測接口電路、直流側電壓檢測接口電路及PCC處電壓和過零檢測電路相連接；電力電子變流器分別與LCL濾波電路及直流側電容相連接，LCL濾波電路與網側電流檢測接口電路相連接；直流側電容與直流側電壓檢測接口電路相連接。本發明僅提取PCC處諧波電壓而不提取電流，簡化了硬件結構，提高影響速度，能夠做到消除指定次諧波電壓；控制簡單、方法合理、操作簡便，可以實時地進行電網補償。

技術領域

本發明電力系統的濾波技術領域，特別是一種用于改善PCC處電能質量的電壓檢測型有源濾波器。

背景技術

電能質量問題一直是電力系統的熱點之一。隨著電力系統中非線性負載的激增，諧波電流和電壓畸變問題也變得更加突出。有源電力濾波器作為解決諧波問題的有效方法之一，被廣泛運用于電力系統中。從接入電網的方式上分為串聯型和并聯型兩類。目前，并聯型應用較為廣泛。傳統的并聯型有源濾波器通過檢測負載的諧波電流，由補償裝置產生一個與該諧波電流大小相等、極性相反的補償電流，從而使負載電流只含基波分量。

但是隨著負載電力電子化態勢的加重，導致配電網中非線性的負載具有多而分散的特性，顯然基于電流檢測方式的有源電力濾波器無論是從補償效果方面還是經濟性方面皆已不適用，且在電網電壓大小、頻率及相位發生波動時難以快速正確地提取出諧波電壓，控制方法復雜。

發明內容

本發明針對上述現有技術中的缺陷，提出了如下技術方案。

一種用于改善PCC處電能質量的電壓檢測型有源濾波器，所述有源濾波器包括：電力電子變流器、LCL濾波電路、直流側電容、網側電流檢測接口電路、直流側電壓檢測接口電路、PCC處電壓和過零檢測電路及處理器；所述處理器分別與所述電力電子變流器、網側電流檢測接口電路、直流側電壓檢測接口電路及PCC處電壓和過零檢測電路相連接；所述電力電子變流器分別與所述LCL濾波電路及直流側電容相連接，所述LCL濾波電路與所述網側電流檢測接口電路相連接；所述直流側電容與所述直流側電壓檢測接口電路相連接。

更進一步地，所述處理器包括諧波電壓提取模塊、諧波電壓控制模塊和補償電流控制模塊；所述諧波電壓提取模塊分別與PCC處電壓和過零檢測電路及諧波電壓控制模塊相連接，所述諧波電壓提取模塊用于通過PCC處電壓和過零檢測電路的檢測得到的PCC處電壓提取出指定次諧波分量；所述諧波電壓控制模塊用于通過諧波電壓提取模塊提取出的電壓諧波分量得到所需各次諧波補償電流指令，并將所述各次諧波補償電流指令發送至所述補償電流控制模塊，所述補償電流控制模塊分別與所述網側電流檢測接口電路和直流側電壓檢測接口電路相連接。

更進一步地，所述補償電流控制模塊將所述各次諧波補償電流指令轉換為電力電子變流器的三相電壓指令。

更進一步地，所述諧波電壓提取模塊基于改進的滑窗離散傅里葉變換(SDFT)的進行諧波電壓的提取。

更進一步地，所述諧波電壓的提取包括：

(1)通過PCC處電壓和過零檢測電路得到三路電壓脈沖信號，每路電壓脈沖信號的上升沿和下降沿皆與對應相交流電壓的過零時刻同步；使用三個時間計數器，每上升沿或下降沿時刻對所述三個計數器清零，并在各路電壓脈沖信號的上升沿和下降沿時刻記錄計數器值，并通過下式

計算得到基波電壓角頻率，N_up、N_down分別表示上升沿和下降沿時刻的計數器值，T_c表示單位計數器值所對應時間；