[發(fā)明專利]一種有源濾波器和三相有源濾波系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110856802.2
• 申請日: 2021-07-28
• 公開（公告）號: CN113363984A
• 公開（公告）日: 2021-09-07
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 卓定明;李榮斌;李冠橋;龔杰;戴廣平;張揚;肖東裕;彭宏亮;衛(wèi)才猛;黃秉開
• 申請（專利權(quán)）人: 廣東電網(wǎng)有限責任公司;廣東電網(wǎng)有限責任公司惠州供電局
• 主分類號: H02J3/01
• 分類號: H02J3/01
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 岳曉萍

本發(fā)明實施例公開了一種有源濾波器和三相有源濾波系統(tǒng)，有源濾波器包括第一變壓器、第二變壓器、第一電壓源型逆變器、第二電壓源型逆變器、諧波電壓檢測模塊、電壓偏差補償模塊和控制器。諧波電壓檢測模塊用于檢測第一變壓器一次側(cè)的諧波。控制器用于控制第一電壓源逆變器產(chǎn)生第一交流信號注入第一變壓器的二次側(cè)繞組。電壓偏差補償模塊用于根據(jù)第一變壓器一次側(cè)的基波電壓相位、非線性負載的電壓值以及預設(shè)參考電壓值，控制第二電壓源逆變器產(chǎn)生第二交流信號注入第二變壓器的二次側(cè)。本發(fā)明實施例能夠避免繁瑣的參數(shù)設(shè)計環(huán)節(jié)，防止并聯(lián)諧振、串聯(lián)諧振和過載損壞現(xiàn)象的產(chǎn)生，實現(xiàn)對電網(wǎng)諧波的有效實時抑制，并減少對電網(wǎng)基波分量的影響。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明實施例涉及電網(wǎng)治理技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種有源濾波器和三相有源濾波系統(tǒng)。

背景技術(shù)

隨著工業(yè)技術(shù)的持續(xù)發(fā)展，電力系統(tǒng)中存在有規(guī)模龐大的非線性和沖擊性負荷，上述兩種負荷所產(chǎn)生的諧波會嚴重影響電網(wǎng)的日常運行。

在現(xiàn)有技術(shù)中，諸如單調(diào)、雙調(diào)、一階阻尼、二階阻尼和三階阻尼濾波器等無源濾波器在電網(wǎng)諧波治理的實踐中得到了廣泛應(yīng)用。但是，基于無源濾波器的電網(wǎng)諧波抑制方式設(shè)計參數(shù)復雜，容易和電網(wǎng)系統(tǒng)產(chǎn)生并聯(lián)或串聯(lián)諧振，進而放大電網(wǎng)系統(tǒng)的諧波分量，增大諧波的影響范圍和危害程度。同時，在運行過程中，伴隨著電容器運行電流的增加，濾波器電壓增大，溫升顯著，容易因過載而損壞。此外，無源濾波器還會消耗電網(wǎng)系統(tǒng)中的基波分量，造成功率損耗。

因此，基于無源濾波器的電網(wǎng)諧波抑制方式大多適用于系統(tǒng)簡單、穩(wěn)定且負荷狀態(tài)不易改變的應(yīng)用場景。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明實施例提供一種有源濾波器和三相有源濾波系統(tǒng)，以避免繁瑣的參數(shù)設(shè)計環(huán)節(jié)，防止并聯(lián)諧振、串聯(lián)諧振和過載損壞現(xiàn)象的產(chǎn)生，實現(xiàn)對電網(wǎng)諧波的有效實時抑制，并減少對電網(wǎng)基波分量的影響。

第一方面，本發(fā)明實施例提供了一種有源濾波器，包括：第一變壓器、第二變壓器、第一電壓源型逆變器、第二電壓源型逆變器、諧波電壓檢測模塊、電壓偏差補償模塊和控制器；

所述第一變壓器的一次側(cè)串聯(lián)于非線性負載和微電網(wǎng)之間，所述第一變壓器的二次側(cè)、所述第二變壓器的一次側(cè)和第一電壓源型逆變器的輸出端串接形成閉合回路，所述第二變壓器的二次側(cè)與所述第二電壓源型逆變器的輸出端連接；

所述諧波電壓檢測模塊用于檢測所述第一變壓器一次側(cè)的諧波；

所述控制器用于根據(jù)所述第一變壓器一次側(cè)的諧波生成第一調(diào)制信號，并控制所述第一電壓源逆變器產(chǎn)生第一交流信號注入所述第一變壓器的二次側(cè)繞組；

所述電壓偏差補償模塊用于根據(jù)所述第一變壓器一次側(cè)的基波電壓相位、所述非線性負載的電壓值以及預設(shè)參考電壓值，控制所述第二電壓源逆變器產(chǎn)生第二交流信號注入所述第二變壓器的二次側(cè)。

第二方面，本發(fā)明實施例還提供了一種三相有源濾波系統(tǒng)，包括本發(fā)明任意實施例提供的有源濾波器，三個所述有源濾波器分別對應(yīng)于三相電路中的三相。

本發(fā)明實施例所提供的技術(shù)方案，通過對諧波檢測抑制和基波偏差補償?shù)姆謩e設(shè)計，避免了繁瑣的參數(shù)設(shè)計環(huán)節(jié)。其中，諧波檢測抑制可以通過第一變壓器、第一電壓源型逆變器、諧波電壓檢測模塊和控制器得以實現(xiàn)，基波偏差補償可以通過第二變壓器、第二電壓源型逆變器和電壓偏差補償模塊得以實現(xiàn)。

本發(fā)明實施例通過設(shè)置諧波電壓檢測模塊，實時檢測第一變壓器一次側(cè)的諧波，也即微電網(wǎng)-非線性負載系統(tǒng)的諧波。基于諧波電壓檢測模塊生成的第一調(diào)制信號，本發(fā)明實施例通過設(shè)置控制器控制第一電壓源逆變器產(chǎn)生相應(yīng)的第一交流信號并注入第一變壓器的二次側(cè)繞組，以實現(xiàn)對微電網(wǎng)-非線性負載系統(tǒng)諧波的有效抑制。