[發明專利]一種新型的混合有源濾波器及控制方法

在審

• 申請號: 202010564447.7
• 申請日: 2020-06-19
• 公開（公告）號: CN112436515A
• 公開（公告）日: 2021-03-02
• 發明（設計）人: 李建林;周喜超;王力;譚宇良
• 申請（專利權）人: 北方工業大學
• 主分類號: H02J3/01
• 分類號: H02J3/01;H02J3/36
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 崔玥

1.一種新型的混合有源濾波器，其特征在于，包括：有源濾波模塊和無源濾波模塊，所述有源濾波模塊和無源濾波模塊串聯連接。

2.根據權利要求1所述的新型的混合有源濾波器，其特征在于，所述有源濾波模塊基于級聯H橋結構，所述有源濾波模塊包括n個級聯子系統，各所述級聯子系統包括一個電感和一個與所述電感串聯的級聯子模塊。

3.根據權利要求2所述的新型的混合有源濾波器，其特征在于，各所述級聯子模塊包括4個IGBT，每兩個所述IGBT通過串聯形成一個橋臂，所述IGBT的集電極和另一個所述IGBT的發射極相連，所述級聯子模塊的兩個橋臂并聯后形成兩個公共端，將發射極公共端連接電池的陽極，集電極公共端連接電池的陰極，所述級聯子模塊的接口從每組橋臂上引出，引出口位于上方所述IGBT的發射極到下方IGBT的集電極之間；各所述級聯子模塊由相同數目的H橋模塊串聯在一起，所述級聯子模塊一端通過串聯一個電感后互聯形成公共端，記為第一端口，所述第一端口與所述無源濾波模塊連接；級聯子模塊另一端通過互聯形成另一個公共端，記為第二端口。

4.根據權利要求3所述的新型的混合有源濾波器，其特征在于，所述無源濾波模塊采用12/24次單調諧濾波器。

5.根據權利要求4所述的新型的混合有源濾波器，其特征在于，所述12/24次單調諧濾波器包括一組并聯的12次單協調濾波器和24次單協調濾波器，所述12次單協調濾波器和所述24次單協調濾波器均包含一個電容和一個電感，所述電容和所述電感串聯連接，所述電容并聯的一端記為第三端口，所述第三端口與三相交流輸出端連接，所述電感并聯的一端記為第四端口，所述第二端口與所述第一端口連接。

6.一種有源濾波器模塊涉及的級聯H橋的控制方法，其特征在于，包括：

獲取電網交流電壓u_s、無源濾波器支路的等效阻抗Z_f、無源濾波器支路電流i_f和負荷側電流i_L；

將所述電網交流電壓u_s經過PLL鎖相環，得到電網電壓相角θ；所述相角用于Park變換和Park反變換；

將所述負荷側電流i_L和所述無源濾波器支路電流i_f分別經過Park變換得到dq軸分量i_Ld、i_Lq、i_fd和i_fq；各所述分量然后通過一個高通濾波器得到第k次諧波的dq分量i_Ldk、i_Lqk、i_fdk和i_fqk，再經過Park反變換得到k次諧波靜止坐標系分量i_Lk和i_fk；將i_Lk和i_fk做差后經過準比例諧振控制器的一個傳遞函數G_A得到有源濾波器的輸出電壓u’_fk；

檢測有源濾波模塊n組橋臂中子模塊直流側的電壓，分別記為u_dca1、u_dca2…u_dcam，u_dcb1、u_dcb2…u_dcbm和u_dcc1、u_dcc2…u_dccm；分別記每組子模塊的直流電壓平均值為u_dcA、u_dcB和u_dcC；用u_dc表示有源濾波器中所有子模塊直流側電壓的平均值；將u_dc經過一個低通濾波器后與平均額定電壓u_dc^*做差，經過一個PI環節后進行Pack反變化得到u’_dc，將u’_fk和u’_dc相加后得到所述有源濾波器交流側的輸出電壓u_f；將u_f通過一個低通濾波器，得到每組橋臂中第i個H橋的調制波m_ai、m_bi、m_ci；

將各所述調制波m_ai、m_bi、m_ci分別施加在所述有源濾波模塊的n個級聯子模塊中。