[發明專利]一種基于逆變器的實時變頻交流濾波器及其控制方法

有效

• 申請號: 202010326366.3
• 申請日: 2020-04-23
• 公開（公告）號: CN111431185B
• 公開（公告）日: 2021-09-14
• 發明（設計）人: 趙曉斌;郭龍;辛清明;鄒常躍;陳俊
• 申請（專利權）人: 南方電網科學研究院有限責任公司;中國南方電網有限責任公司
• 主分類號: H02J3/01
• 分類號: H02J3/01;H02M7/525
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 郭帥

本發明提供了一種基于逆變器的實時變頻交流濾波器及其控制方法，其中，交流濾波器包括電容、雙繞組變壓器和逆變器；電容與變壓器串聯，變壓器的二次側繞組并聯接入逆變器；逆變器的直流側連接變電站內的直流電源，逆變器的交流側三相連接雙繞組變壓器的二次側繞組；雙繞組變壓器的二次側繞組的一端接逆變器的輸出電路，另一端接地。本發明提供的基于逆變器的實時變頻交流濾波器及其控制方法，能夠根據實時監測的交流母線諧波情況和電能質量要求，通過給晶閘管逆變器觸發角指令增加一個附加觸發角指令，從而實現逆變器輸出電壓的調節，進而改變交流濾波器的濾波頻率，使得交流濾波器能夠實時濾除影響電能質量的諧波。

技術領域

本發明涉及輸配電技術領域，尤其是涉及一種基于逆變器的實時變頻交流濾波器及其控制方法。

背景技術

在直流輸電系統中，為了濾除直流控制系統產生的諧波以避免對交流輸電系統帶來不良影響，同時補償直流控制系統消耗的無功功率，在直流系統運行過程中必須投入一定數量的交流濾波器(必須滿足交流濾波器組數最小運行方式)。交流濾波器由電容、電抗和電阻串并聯組成。

隨著電力電子器件在電網中的普及應用，交流系統中的背景諧波頻率和含量也在變化，交流濾波器是在交流母線并聯接入特定頻率的濾波支路來濾除特定頻率的諧波，從而減少電網諧波含量，改善電能質量的設備。

現有的傳統交流濾波器，主要元器件是由一個電容和電感串聯，再跟交流系統在交流母線處并聯，交流濾波器支路濾除特定頻率諧波的原理是利用電容和電感的串聯諧振，來濾除諧波。

傳統交流濾波器的濾波頻率是固定的，但隨著電網建設的不斷發展，電網背景諧波的頻率將會產生變化，如果交流濾波器只能濾除特定頻率的諧波，則需要根據背景諧波情況，不斷追加交流濾波器建設，將會大大增加變電站所需占地和工程投資。

因此，急需設計一種交流濾波器，以解決傳統交流濾波器只能濾除特定頻率諧波的技術問題。

發明內容

本發明的目的是提供一種基于逆變器的實時變頻交流濾波器及其控制方法，以解決傳統交流濾波器只能濾除特定頻率諧波的技術問題。

本發明的目的，可以通過如下技術方案實現：

一種基于逆變器的實時變頻交流濾波器，包括：

電容、雙繞組變壓器和逆變器；所述電容與所述雙繞組變壓器串聯，所述雙繞組變壓器的二次側繞組并聯接入所述逆變器；

其中，所述逆變器的直流側連接變電站內的直流電源，所述逆變器的交流側三相連接所述雙繞組變壓器的二次側繞組；

所述雙繞組變壓器的二次側繞組的一端接所述逆變器的輸出電路，另一端接地。

可選地，所述逆變器可以為晶閘管逆變器。

本發明還提供了一種基于逆變器的實時變頻交流濾波器的控制方法，包括：

對交流系統的實測電氣量進行傅里葉分析，輸出所述電氣量中對應頻率諧波信號；其中，所述交流系統與所述交流濾波器在交流母線處并聯；所述電氣量包括所述交流系統的系統電流及所述交流濾波器的支路電流、電容兩端電壓、一次側繞組兩端電壓；

當所述對應頻率諧波的系統電流大于設定的電流閾值且持續時間超過設定的時間閾值時，則啟動附加觸發指令生成，否則不啟動；

計算所述交流濾波器對應頻率的支路電壓，根據所述支路電壓設定附加觸發指令生成的輸入值；

根據所述一次側繞組兩端電壓和所述輸入值，生成附加觸發指令；

所述逆變器根據接收到的所述附加觸發指令，改變其輸出電壓，并相應地改變所述變壓器二次側繞組兩端電壓；