專利名稱：一種有源電力濾波器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于電力濾波器技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種有源電力濾波器。
背景技術(shù)：
電力電子裝置和非線性負(fù)載的廣泛應(yīng)用產(chǎn)生了大量的諧波，影響了系 統(tǒng)的功率因數(shù)。諧波對(duì)電力系統(tǒng)來(lái)說(shuō)就是一種污染， 一種公害，它不僅會(huì) 對(duì)電力系統(tǒng)本身的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行構(gòu)成威脅，還會(huì)給周圍的電氣環(huán)境帶來(lái)極 大的影響和危害。無(wú)功補(bǔ)償在提高功率因數(shù)和節(jié)能、減少功率損耗、提高 輸電能力等方面具有極其重要的作用?，F(xiàn)代信息技術(shù)、微電子技術(shù)和數(shù)控 加工技術(shù)等領(lǐng)域的各種先進(jìn)的精密儀器與設(shè)備對(duì)供電質(zhì)量的要求越來(lái)越 高，諧波抑制和無(wú)功補(bǔ)償成為電力系統(tǒng)和電力用戶關(guān)注的熱點(diǎn)問(wèn)題。
電力電子變換裝置是目前電力系統(tǒng)中最主要的諧波源，解決電力電子 裝置造成的諧波和無(wú)功功率問(wèn)題有兩種方案 一種是主動(dòng)型方案，即對(duì)電 力電子裝置本身進(jìn)行改造，使其不產(chǎn)生諧波，且功率因數(shù)控制為l,這種裝 置屬于綠色電力電子裝置，是電力電子領(lǐng)域的熱門研究方向，但這種方案 的主要缺點(diǎn)是電力電子裝置要承受全部功率，系統(tǒng)動(dòng)態(tài)響應(yīng)要求很高，而 且要對(duì)現(xiàn)有的設(shè)備進(jìn)行更新，代價(jià)較大；另一種屬于被動(dòng)型方案，通過(guò)裝
設(shè)諧波和無(wú)功補(bǔ)償裝置來(lái)補(bǔ)償諧波，并提高功率因數(shù)，這就是通常所說(shuō)的 電力濾波器，大部分電力濾波器除了具有濾波功能以外，還具有靜態(tài)或動(dòng) 態(tài)無(wú)功補(bǔ)償?shù)墓δ?。電力濾波器一般分為無(wú)源電力濾波器和有源電力濾波 器，其中無(wú)源電力濾波器是目前使用最為廣泛和成熟的諧波抑制手段，但
是無(wú)源電力濾波器存在一些固有缺點(diǎn)可能導(dǎo)致諧振現(xiàn)象、系統(tǒng)的阻抗嚴(yán) 重地影響濾波特性、無(wú)法對(duì)變化的諧波進(jìn)行實(shí)時(shí)補(bǔ)償?shù)?。有源電力濾波器就是為了解決無(wú)源電力濾波器的問(wèn)題而提出的。有源電力濾波器主要分為 以下四大類
1) 單獨(dú)使用的并聯(lián)型和串聯(lián)型有源電力濾波器。單獨(dú)使用的并聯(lián)型有
源電力濾波器的代表性的論文有GyugyiL， StryculaE. Active AC Power Filter. IEEE Transactions on Industry Applications， 1976 ， Vol. 12 ， 529~535 。 這種濾波方式后來(lái)被簡(jiǎn)稱為并聯(lián)型有源電力濾波器。電力電子類諧波源根 據(jù)其特性分為電壓型諧波源和電流型諧波源，并聯(lián)型濾波器一般適合于電 流型諧波源，而串聯(lián)型濾波器一般適合于電壓型諧波源。傳統(tǒng)的并聯(lián)型有 源電力濾波器的主要缺點(diǎn)是成本較高， 一般只適合于電流型諧波源。單獨(dú) 使用的串聯(lián)型有源電力濾波器與單獨(dú)使用的并聯(lián)型有源電力濾波器成對(duì)偶 關(guān)系，這種濾波器對(duì)諧波呈現(xiàn)一個(gè)較高阻抗，起到隔離諧波的作用。這種 濾波器不能進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償，功能比較單一，保護(hù)比較困難，而且一般只適 合于電壓型諧波源。
2) 其他并聯(lián)型有源電力濾波器，主要包括注入式有源電力濾波器、基 于單周控制的有源電力濾波器和基于諧波磁通補(bǔ)償?shù)挠性措娏V波器，注 入式有源電力濾波器不能動(dòng)態(tài)補(bǔ)償無(wú)功功率，基于單周控制的有源電力濾 波器的代表性論文有K. M. Smedley， L. Zhou, C. Qiao. Unified constant-frequency integration control of active power filters-steady-state and dynamics. IEEE Transactions on Power Electronics, 2001, 16(3) : 428-436。該濾 波器要求電網(wǎng)電壓平衡無(wú)畸變，其穩(wěn)定性對(duì)參數(shù)選定有嚴(yán)格要求。基于諧 波磁通補(bǔ)償?shù)挠性措娏V波器的代表性文獻(xiàn)為C. Zhang， Q. Chen, Y. Zhao, D. Li. A novel active power filter for high-voltage power distribution systems application, IEEE Transactions on Power Delivery, 2007, 22(2) :911-918。該濾 波器系統(tǒng)的內(nèi)阻抗在很大程度上會(huì)影響濾波特性，并且很難嚴(yán)格滿足諧波 磁通補(bǔ)償條件。
3) 混合型有源電力濾波器，主要包括并聯(lián)無(wú)源和串聯(lián)有源電力濾波器相結(jié)合的方案、無(wú)源和有源電力濾波器串聯(lián)聯(lián)接的方案和基于基波磁通補(bǔ) 償?shù)拇?lián)有源電力濾波器。并聯(lián)無(wú)源和串聯(lián)有源電力濾波器相結(jié)合的方案
的代表性文獻(xiàn)為F. Z. Peng, H. Akagi, A. Nabae. A new approach to harmonic compensation in power system — a combined system of shunt passive and series active filters. IEEE Transactions on Industry Applications, 1990, 26(6): 983-990。無(wú)源與有源電力濾波器串聯(lián)聯(lián)接的方案的代表性文獻(xiàn)為H. Fujita， H. Akagi. A practical approach to harmonic compensation in power systems— series connection of passive and active filters. IEEE Transactions on Industry Applications, 1991,27(6): 1020-1025。這種濾波器將變壓器及逆變器部分移 到并聯(lián)無(wú)源部分的下面，形成了一種新的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，它跟并聯(lián)無(wú)源和串聯(lián) 有源電力濾波器相結(jié)合的方案在原理是等效的，其濾波效果也完全一致。 基于基波磁通補(bǔ)償?shù)拇?lián)有源電力濾波器是發(fā)明人提出的一種有源電力濾 波器，代表性文獻(xiàn)為..D. Li, Q. Chen, Z. Jia, C. Zhang. A high-power active filtering system with fundamental magnetic flux compensation. IEEE Transactions on Power Delivery, 2006， 21(2) : 823-830。這三種方案的優(yōu)點(diǎn)是 可以采用較小容量的有源電力濾波器和并聯(lián)無(wú)源濾波器相結(jié)合完成大容量 的濾波任務(wù)。這三種方案的共同缺點(diǎn)是無(wú)源支路較多，且無(wú)法動(dòng)態(tài)補(bǔ)償無(wú) 功功率。
4)統(tǒng)一電能質(zhì)量控制器(UPQC)。代表性的論文有H. Akagi. New trends in active filters for power conditioning. IEEE Transactions on Industry Applications, 1996， 32(6) : 1312-1322。統(tǒng)一電能質(zhì)量控制器包含兩個(gè)逆變 器， 一個(gè)串聯(lián)在系統(tǒng)中，主要起諧波隔離、電壓調(diào)節(jié)以及補(bǔ)償閃變和不平 衡電壓的作用；另一個(gè)并聯(lián)在諧波源兩端，主要起補(bǔ)償諧波電流或負(fù)序電 流和調(diào)節(jié)兩個(gè)逆變器的直流母線電壓的作用，該系統(tǒng)的缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)和控制 非常復(fù)雜。發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的問(wèn)題和不足而提出的一種兼具"疏導(dǎo)"和 "隔離"諧波作用，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、實(shí)現(xiàn)起來(lái)非常方便且濾波效果非常好的有源電 力濾波器。
本實(shí)用新型提供的有源電力濾波器，其特征在于該有源電力濾波器 為單相結(jié)構(gòu)，它包括基波電壓檢測(cè)單元、電力電子逆變器系統(tǒng)單元和接入 系統(tǒng)單元；
基波電壓檢測(cè)單元包括電壓互感器和基波電壓檢測(cè)環(huán)節(jié)，電壓互感器 的輸出端與基波電壓檢測(cè)環(huán)節(jié)的輸入端相聯(lián)，基波電壓檢測(cè)單元將從畸變 的電網(wǎng)電壓中檢測(cè)出基波電壓信號(hào)作為基波電壓檢測(cè)單元輸出信號(hào)，送入
電力電子逆變器系統(tǒng)單元的電壓增益電路；
電力電子逆變器系統(tǒng)單元包括電壓增益電路和電壓發(fā)生電路； 電壓增益電路將檢測(cè)到的基波電壓信號(hào)進(jìn)行放大后送入電壓發(fā)生電
路，電壓發(fā)生電路產(chǎn)生一個(gè)與其輸入信號(hào)成比例的電壓，電壓發(fā)生電路的
輸出端與接入系統(tǒng)單元相聯(lián)；
工作時(shí)，電壓互感器并聯(lián)在諧波源的兩端，接入系統(tǒng)單元將電壓發(fā)生
電路的輸出電壓并聯(lián)接在諧波源的兩端。
作為本實(shí)用新型的改進(jìn)，該有源電力濾波器還包括諧波電流檢測(cè)單元， 在電力電子逆變器系統(tǒng)單元內(nèi)設(shè)置有電流增益電路和加法器；
諧波電流檢測(cè)單元包括電流互感器和諧波檢測(cè)環(huán)節(jié)，電流互感器串接 電網(wǎng)母線上，電流互感器的輸出端與諧波檢測(cè)環(huán)節(jié)的輸入端相聯(lián)接；電流 互感器從電網(wǎng)母線的系統(tǒng)電流中檢測(cè)出電流信號(hào)送入諧波檢測(cè)環(huán)節(jié)，諧波 檢測(cè)環(huán)節(jié)檢測(cè)出諧波電流信號(hào)送入電流增益電路，電流增益電路將檢測(cè)到 的諧波電流信號(hào)進(jìn)行放大后送入加法器；加法器將諧波電流信號(hào)和基波電 壓信號(hào)相加后的電壓信號(hào)作為電壓發(fā)生電路的輸入信號(hào)。上述技術(shù)方案還可以釆用下述一種或幾種方式作進(jìn)一步的改進(jìn)之一 接入系統(tǒng)單元由聯(lián)接電抗器構(gòu)成，使用時(shí)，電壓發(fā)生電路的一個(gè)輸出端與 電網(wǎng)母線相聯(lián)，另一輸出端通過(guò)一個(gè)聯(lián)接電抗器后和電網(wǎng)的一根母線相聯(lián)。 之二接入系統(tǒng)單元由變壓器構(gòu)成，使用時(shí)，電壓發(fā)生電路的兩個(gè)輸出端 和一個(gè)變壓器的二次側(cè)相聯(lián)，變壓器的一次側(cè)的兩端分別接在兩根母線上。 之三該有源電力濾波器由三套單相結(jié)構(gòu)構(gòu)成三相系統(tǒng)，用于三相四線制 的電力系統(tǒng)。之四在三相三線制的電力系統(tǒng)的負(fù)載側(cè)設(shè)置一根中性線， 由三套單相結(jié)構(gòu)的有源電力濾波器構(gòu)成三相系統(tǒng)。
本實(shí)用新型所述的有源電力濾波器與現(xiàn)有技術(shù)相比有如下優(yōu)點(diǎn)
1) 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單；整個(gè)系統(tǒng)僅僅由信號(hào)檢測(cè)電路、逆變器電路和一個(gè)簡(jiǎn)單 的接入單元構(gòu)成。
2) 控制方便，只須對(duì)基波無(wú)功功率和系統(tǒng)電流的諧波成分進(jìn)行簡(jiǎn)單控 制就可以實(shí)現(xiàn)諧波"疏導(dǎo)"和"隔離"的作用，同時(shí)可以很方便的動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)無(wú)功 功率；有源電力濾波器中參考信號(hào)lXf在系統(tǒng)進(jìn)入穩(wěn)態(tài)后的諧波含量并不
高，有利于逆變器的PWM電壓跟蹤控制。
3) 該有源電力濾波器對(duì)諧波同時(shí)起到了"疏導(dǎo)"和"隔離"的作用，所以其
濾波效果非常好且同時(shí)適合于電壓型和電流型諧波源。
4) 逆變器容量較小，系統(tǒng)達(dá)到穩(wěn)態(tài)后iJ,基本為正弦波，逆變器支路的 電流為諧波電流和所需補(bǔ)償?shù)幕o(wú)功電流之和，所以整個(gè)系統(tǒng)的容量基 本上就是系統(tǒng)所需補(bǔ)償?shù)臒o(wú)功功率的容量。
5) 保護(hù)方便，易于投入切除。與現(xiàn)有的PWM高頻整流器，并聯(lián)型有源 電力濾波器，串聯(lián)混合型有源電力濾波器，統(tǒng)一電能質(zhì)量控制器相比均有 一定優(yōu)勢(shì)。


圖1本實(shí)用新型提出的有源電力濾波器通過(guò)電抗器接入的單相原理電路；
圖2本實(shí)用新型提出的有源電力濾波器通過(guò)變壓器耦合接入電網(wǎng)的單
相原理電路；
圖3為基波等效電路圖4為諧波等效電路圖之一；
圖5為諧波等效電路圖之二；
圖6本實(shí)用新型提出的有源電力濾波器通過(guò)電抗器接入的簡(jiǎn)化單相原 理電路；
圖7本實(shí)用新型提出的有源電力濾波器通過(guò)變壓器耦合接入電網(wǎng)的簡(jiǎn) 化單相原理電路；
圖8為本實(shí)用新型三相四線制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖； 圖9為本實(shí)用新型三相三線制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和實(shí)例對(duì)本實(shí)用新型所述的有源濾波器及其工作原理作 進(jìn)一步的說(shuō)明。
本實(shí)用新型所說(shuō)的單相有源電力濾波器包括四個(gè)單元，即諧波電流檢
測(cè)單元i、基波電壓檢測(cè)單元n、電力電子逆變器系統(tǒng)單元in和接入系統(tǒng)
單元IV。
諧波電流檢測(cè)單元i包括電流互感器i和諧波檢測(cè)環(huán)節(jié)2，電流互感器 i串接在給諧波源9供電的電網(wǎng)母線8上，電流互感器i的輸出端與諧波檢
測(cè)環(huán)節(jié)2的輸入端相聯(lián)接。電流互感器1從電網(wǎng)母線8的系統(tǒng)電流U中檢 測(cè)出電流信號(hào)送入諧波檢測(cè)環(huán)節(jié)2，諧波檢測(cè)環(huán)節(jié)2檢測(cè)出諧波電流作為單
元i的輸出信號(hào)，送入電力電子逆變器系統(tǒng)單元m中的電流增益電路3。
基波電壓檢測(cè)單元II包括電壓互感器4和基波電壓檢測(cè)環(huán)節(jié)5。電壓 互感器4并聯(lián)接在諧波源9兩端，電壓互感器4的輸出端與基波電壓檢測(cè)環(huán)節(jié)5的輸入端相聯(lián)，基波電壓檢測(cè)單元ii將從畸變的電網(wǎng)電壓ii,中檢測(cè)
出基波電壓信號(hào)作為單元II輸出信號(hào)，送入電力電子逆變器系統(tǒng)單元III的
電壓增益電路6。
電力電子逆變器系統(tǒng)單元ni由電流增益電路3、電壓增益電路6、加
法器和電壓發(fā)生電路7構(gòu)成。
電流增益電路3將檢測(cè)到的諧波電流信號(hào)進(jìn)行放大后送入加法器。電 壓增益電路6將檢測(cè)到的基波電壓信號(hào)進(jìn)行放大后送入加法器。加法器將
諧波電流信號(hào)和基波電壓信號(hào)相加后的l^f作為電壓發(fā)生電路7的輸入信 號(hào)，電壓發(fā)生電路7產(chǎn)生一個(gè)與其輸入信號(hào)成比例的電壓，該電路通常采 用電力電子逆變器來(lái)實(shí)現(xiàn)，電壓發(fā)生電路7的輸出通過(guò)接入系統(tǒng)單元IV接 入系統(tǒng)。
接入系統(tǒng)單元IV用于將電壓發(fā)生電路7的輸出電壓并聯(lián)接在諧波源9 的兩端。具體可以采用下述兩種接入方式實(shí)現(xiàn)1)電壓發(fā)生電路7的輸出 一端與給諧波源9供電的電網(wǎng)母線IO相聯(lián)，另一端通過(guò)一個(gè)聯(lián)接電抗器Z, 后和電網(wǎng)母線8相聯(lián)(如圖1所示)；2)電壓發(fā)生電路7的輸出和一個(gè)變 壓器的二次側(cè)相聯(lián)，變壓器的一次側(cè)的兩端并聯(lián)接在給諧波源9供電的電 網(wǎng)母線8和母線10上(如圖2所示)。
本實(shí)用新型的工作原理，通過(guò)諧波電流檢測(cè)單元I (設(shè)該環(huán)節(jié)的增益為 A)和基波電壓檢測(cè)單元II (設(shè)該環(huán)節(jié)的增益為&)分別檢測(cè)出電力系統(tǒng)的 諧波電流A^和諧波源兩端的基波電壓、化1)。將A和4"')進(jìn)行放大與組合后 作為電壓發(fā)生電路7的參考信號(hào)t^，通過(guò)電力電子逆變器產(chǎn)生一個(gè)電壓源 iJ2 (該電壓源可以用"^+^f來(lái)表示)。將02和一個(gè)帶有較小阻抗值的聯(lián)接 電抗Z,相串聯(lián)后并聯(lián)在諧波源兩端，或者將02通過(guò)變壓器后并聯(lián)在諧波源 兩端。調(diào)節(jié)"(在0 200之間變化)和-，則該有源電力濾波器對(duì)基波呈 現(xiàn)為一個(gè)可調(diào)電抗器，進(jìn)行動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償，對(duì)諧波一方面呈現(xiàn)為一個(gè)電抗值較小的聯(lián)接電抗Z,或者變壓器短路阻抗，同時(shí)又等效為在電力系統(tǒng)和諧 波源之間串入阻值為"的電阻，這樣對(duì)諧波兼具"疏導(dǎo)"和"隔離"的作用，構(gòu) 成一種高性價(jià)比的有源電力濾波器。下面根據(jù)疊加原理對(duì)于基波和諧波分別討論1) 對(duì)于基波，系統(tǒng)相當(dāng)于并聯(lián)了一個(gè)阻抗為")=^/(1-^的可調(diào)電抗， 其等效電路如圖3所示。系統(tǒng)電壓為U—該可調(diào)電抗器吸收的基波感性無(wú) 功為《/(^) = (1-《/zL l一p該感性無(wú)功與系數(shù)P呈線性關(guān)系，調(diào)節(jié)系數(shù)^可以使其呈容性從而系統(tǒng) 中不用加容性無(wú)功補(bǔ)償裝置，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)非常簡(jiǎn)單。當(dāng)調(diào)節(jié)^使其滿足 -UIsin^Im(U2(l-〃)/ZL)時(shí)(其中e為功率因數(shù)角，Im表示取虛部。)，可以 實(shí)現(xiàn)功率因數(shù)等于l。2) 對(duì)于諧波，在諧波等效電路中系統(tǒng)的基波電壓相當(dāng)于短路，則有源 電力濾波系統(tǒng)對(duì)于諧波的等效電路如圖4所示，圖4的電路可以進(jìn)一步等 效為圖5所示的電路。當(dāng)系統(tǒng)有一定阻抗(如高壓系統(tǒng)、艦船系統(tǒng)等)，上面的電路可以簡(jiǎn)化， 即取消諧波電流檢測(cè)單元I，電路如圖6和7所示。三相系統(tǒng)有兩種情況 一種是三相四線制系統(tǒng)，另一種是三相三線制 系統(tǒng)。(1)三相四線制中三相之間相互獨(dú)立，可以采用前面的三個(gè)單相進(jìn) 行實(shí)現(xiàn)(如圖8所示)。(2)三相三線制系統(tǒng)可以通過(guò)在負(fù)載側(cè)構(gòu)造出一根 中性線11來(lái)實(shí)現(xiàn)具體實(shí)現(xiàn)方法為每相電壓采樣的輸入端的一端接在電網(wǎng) 母線上，另一端接在構(gòu)造出來(lái)的中性線上；每相電壓發(fā)生單元的兩個(gè)輸出 端的一端通過(guò)變壓器或電抗器接入火線上，另一端也接到構(gòu)造出來(lái)的中性線上(如圖9所示)。當(dāng)負(fù)載功率因數(shù)在一定范圍內(nèi)保持基本穩(wěn)定而且其數(shù)值較低(如在 0.5-0.8之間變化)，為了減小逆變器無(wú)功補(bǔ)償?shù)娜萘?，可以考慮在諧波源兩 端并入無(wú)源濾波器，補(bǔ)償電容器的的容量等于負(fù)載功率因數(shù)從最高值(如 負(fù)載功率因數(shù)在0.5-0.8之間變化時(shí)最高值取0.8)到1所需的無(wú)功容量。以上所述為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而己，但本實(shí)用新型不應(yīng)該局限 于該實(shí)施例和附圖所公開(kāi)的內(nèi)容。所以凡是不脫離本實(shí)用新型所公開(kāi)的精 神下完成的等效或修改，都落入本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。
權(quán)利要求1、一種有源電力濾波器，其特征在于該有源電力濾波器為單相結(jié)構(gòu)，它包括基波電壓檢測(cè)單元(II)、電力電子逆變器系統(tǒng)單元(III)和接入系統(tǒng)單元(IV)；基波電壓檢測(cè)單元(II)包括電壓互感器(4)和基波電壓檢測(cè)環(huán)節(jié)(5)，電壓互感器(4)的輸出端與基波電壓檢測(cè)環(huán)節(jié)(5)的輸入端相聯(lián)，基波電壓檢測(cè)單元(II)將從畸變的電網(wǎng)電壓中檢測(cè)出基波電壓信號(hào)作為基波電壓檢測(cè)單元(II)輸出信號(hào)，送入電力電子逆變器系統(tǒng)單元(III)的電壓增益電路(6)；電力電子逆變器系統(tǒng)單元(III)包括電壓增益電路(6)和電壓發(fā)生電路(7)；電壓增益電路(6)將檢測(cè)到的基波電壓信號(hào)進(jìn)行放大后送入電壓發(fā)生電路(7)，電壓發(fā)生電路(7)產(chǎn)生一個(gè)與其輸入信號(hào)成比例的電壓，電壓發(fā)生電路(7)的輸出端與接入系統(tǒng)單元(IV)相聯(lián)；工作時(shí)，電壓互感器(4)并聯(lián)在諧波源(9)的兩端，接入系統(tǒng)單元(IV)將電壓發(fā)生電路(7)的輸出電壓并聯(lián)接在諧波源(9)的兩端。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的有源電力濾波器，其特征在于該有源電力濾波器還包括諧波電流檢測(cè)單元(I)，在電力電子逆變器系統(tǒng)單元(ni)內(nèi)設(shè)置有電流增益電路(3)和加法器諧波電流檢測(cè)單元(I)包括電流互感器(1)和諧波檢測(cè)環(huán)節(jié)(2),電流互感 器(1)串接電網(wǎng)母線(8)上，電流互感器(1)的輸出端與諧波檢測(cè)環(huán)節(jié)(2)的輸入 端相聯(lián)接；電流互感器(1)從電網(wǎng)母線(8)的系統(tǒng)電流中檢測(cè)出電流信號(hào)送入 諧波檢測(cè)環(huán)節(jié)(2)，諧波檢測(cè)環(huán)節(jié)(2)檢測(cè)出諧波電流送入電流增益電路(3)， 電流增益電路(3)將檢測(cè)到的諧波電流信號(hào)進(jìn)行放大后送入加法器；加法器 蔣諧波電流信號(hào)和基波電壓信號(hào)相加后的電壓信號(hào)作為電壓發(fā)生電路(7)的輸入信號(hào)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的有源電力濾波器，其特征在于接入系統(tǒng)單 元(IV)由聯(lián)接電抗器Zi構(gòu)成，使用時(shí)，電壓發(fā)生電路(7)的一個(gè)輸出端與電 網(wǎng)母線(10)相聯(lián)，另一輸出端通過(guò)一個(gè)聯(lián)接電抗器(ZJ后和電網(wǎng)的一根母線 (8)相聯(lián)。
4、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的有源電力濾波器，其特征在于接入系統(tǒng)單元(IV)由聯(lián)接電抗器(4)構(gòu)成，使用時(shí)，電壓發(fā)生電路(7)的一個(gè)輸出端與電 網(wǎng)母線(10)相聯(lián)，另一輸出端通過(guò)一個(gè)聯(lián)接電抗器(ZJ后和電網(wǎng)的一根母線(柳聯(lián)。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的有源電力濾波器，其特征在于接入系統(tǒng)單元(IV)由變壓器構(gòu)成，使用時(shí)，電壓發(fā)生電路(7)的兩個(gè)輸出端和一個(gè)變壓器 的二次側(cè)相聯(lián)，變壓器的一次側(cè)的兩端分別接在電網(wǎng)的兩根母線(8、 IO)上。
6、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的有源電力濾波器，其特征在于接入系統(tǒng)單元(IV)由變壓器構(gòu)成，使用時(shí)，電壓發(fā)生電路(7)的兩個(gè)輸出端和一個(gè)變壓器 的二次側(cè)相聯(lián)，變壓器的一次側(cè)的兩端分別接在兩根母線(8、 IO)上。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一所述的有源電力濾波器，其特征在于 該有源電力濾波器由三套單相結(jié)構(gòu)構(gòu)成三相系統(tǒng)，用于三相四線制的電力 系統(tǒng)。
8、 根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一所述的有源電力濾波器，其特征在于在三相三線制的電力系統(tǒng)的負(fù)載側(cè)設(shè)置一根中性線(ll)，由三套單相結(jié)構(gòu)的 有源電力濾波器構(gòu)成三相系統(tǒng)。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種有源電力濾波器，它包括基波電壓檢測(cè)單元、電力電子逆變器系統(tǒng)單元和接入系統(tǒng)單元?；妷簷z測(cè)單元包括電壓互感器和基波電壓檢測(cè)環(huán)節(jié)，電力電子逆變器系統(tǒng)單元包括電壓增益電路和電壓發(fā)生電路；工作時(shí)，電壓互感器并聯(lián)在諧波源的兩端，接入系統(tǒng)單元將電壓發(fā)生電路的輸出電壓并聯(lián)接在諧波源的兩端。該濾波器還可以包括諧波電流檢測(cè)單元和電流增益電路。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，控制方便，同時(shí)對(duì)諧波起到了“疏導(dǎo)”和“隔離”的作用，其濾波效果非常好且同時(shí)適合于電壓型和電流型諧波源。本實(shí)用新型與現(xiàn)有的PWM高頻整流器，并聯(lián)型有源電力濾波器，串聯(lián)混合型有源電力濾波器，統(tǒng)一電能質(zhì)量控制器相比均有一定優(yōu)勢(shì)。
文檔編號(hào)H02J3/01GK201388056SQ20092008535
公開(kāi)日2010年1月20日 申請(qǐng)日期2009年4月24日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月24日
發(fā)明者李達(dá)義 申請(qǐng)人:華中科技大學(xué)