[實(shí)用新型]一種電流源型和電壓源型變換器的寬頻域諧波治理裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201922145517.0
• 申請(qǐng)日: 2019-12-04
• 公開（公告）號(hào): CN211183423U
• 公開（公告）日: 2020-08-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周柯;丘曉茵;彭博雅;張閣
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 廣西電網(wǎng)有限責(zé)任公司電力科學(xué)研究院
• 主分類號(hào): H02J3/01
• 分類號(hào): H02J3/01;H02J3/38
• 代理公司: 南寧東智知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 45117
• 代理人: 巢雄輝;裴康明

本實(shí)用新型公開了一種電流源型和電壓源型變換器的寬頻域諧波治理裝置，涉及寬頻域諧波治理技術(shù)領(lǐng)域，包括VSC型APF逆變橋、多個(gè)CSC型APF逆變橋及分別與VSC型APF逆變橋和多個(gè)CSC型APF逆變橋連接的控制器；控制器通過(guò)檢測(cè)包含寬頻域諧波源的電網(wǎng)電流，控制VSC型APF逆變橋和CSC型APF逆變橋，發(fā)出諧波電流與寬頻域諧波源產(chǎn)生的諧波電流相抵消，從而解決了當(dāng)前的APF設(shè)備單獨(dú)采用CSC型APF逆變橋損耗較大、單獨(dú)采用含有SiC MOSFET器件的有源濾波器不適用于較大功率場(chǎng)合的缺點(diǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及寬頻域諧波治理技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種電流源型和電壓源型變換器的寬頻域諧波治理裝置。

背景技術(shù)

電網(wǎng)中接入了大量的電力電子設(shè)備，使得電網(wǎng)的電源類型與特性、電網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和負(fù)荷構(gòu)成等都發(fā)生著深刻變化，致使電網(wǎng)中的諧波呈現(xiàn)低頻段諧波含量相對(duì)降低、中高頻段諧波含量相對(duì)升高、諧波頻域跨度大的“寬頻域”新特征。同時(shí)由于長(zhǎng)距離輸電線路的分布參數(shù)導(dǎo)致特定頻率的諧波由于線路的分布電容與電感諧振而出現(xiàn)諧波放大，降低電網(wǎng)電能質(zhì)量，嚴(yán)重威脅電網(wǎng)設(shè)備安全與穩(wěn)定運(yùn)行。

無(wú)源濾波器可以有效濾除特定頻率的諧波，其成本低，但濾波效果不好，如果諧振頻率設(shè)定不妥，會(huì)與系統(tǒng)發(fā)生諧振。有源濾波器（Active Power Filter，APF）效果相對(duì)無(wú)源濾波器要好，但其濾波性能會(huì)受到拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和電力電子元器件特性影響。

目前較多APF采用電壓源型變換器（Voltage Source Converter，VSC）結(jié)構(gòu)，運(yùn)行過(guò)程中保持直流側(cè)電壓恒定；其優(yōu)點(diǎn)是控制簡(jiǎn)單、技術(shù)十分成熟。APF另一種常見結(jié)構(gòu)為電流源型變換器（Current Source Converter，CSC）結(jié)構(gòu)，其運(yùn)行過(guò)程中保持直流側(cè)電流恒定。CSC型APF直接控制APF輸出電流，因此其諧波補(bǔ)償效果優(yōu)于VSC型APF。CSC型APF直流側(cè)采用電感元件儲(chǔ)能，在較大功率場(chǎng)合流過(guò)儲(chǔ)能電感上的電流較大，電感存在內(nèi)阻因此損耗較大。

目前有源濾波器主要使用IGBT開關(guān)器件，其技術(shù)成熟成、本相對(duì)較低。與IGBT開關(guān)器件相比，SiC MOSFET器件開關(guān)頻率更高，更適用于高頻諧波治理，但目前SiC MOSFET技術(shù)尚未十分成熟，因此成本非常高，且其成本隨著器件的耐壓過(guò)流能力的升高急速上升，所以SiC MOSFET器件不適用于較大功率場(chǎng)合。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的在于提供一種電流源型和電壓源型變換器的寬頻域諧波治理裝置，從而克服了現(xiàn)有有源濾波器單獨(dú)采用CSC型APF逆變橋損耗較大、單獨(dú)采用含有SiCMOSFET器件的有源濾波器不適用于較大功率場(chǎng)合的缺點(diǎn)。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供了一種電流源型和電壓源型變換器的寬頻域諧波治理裝置，包括：

VSC型APF逆變橋，其與寬頻域諧波源的電網(wǎng)連接，用于產(chǎn)生低頻率諧波與寬頻域諧波源中的低頻率諧波相抵消；

CSC型APF逆變橋，多個(gè)所述CSC型APF逆變橋分別與寬頻域諧波源的電網(wǎng)連接，用于產(chǎn)生高頻率諧波與寬頻域諧波源中的高頻率諧波相抵消；及

控制器，其分別與1個(gè)所述VSC型APF逆變橋、多個(gè)所述CSC型APF逆變橋及寬頻域諧波源的電網(wǎng)連接，所述控制器通過(guò)檢測(cè)寬頻域諧波源的電網(wǎng)的電流控制VSC型APF逆變橋和CSC型APF逆變橋產(chǎn)生與寬頻域諧波源產(chǎn)生的諧波相抵消的寬頻域電流諧波。

進(jìn)一步的，所述CSC型APF逆變橋?yàn)椴捎肧iC MOSFET的CSC型APF逆變橋。

進(jìn)一步的，所述VSC型APF逆變橋?yàn)椴捎肐GBT器件的VSC型APF逆變橋。

進(jìn)一步的，所述CSC型APF逆變橋至少包括3個(gè)。

進(jìn)一步的，所述控制器包括FPGA處理器和與FPGA處理器相連接的DSP處理器。