[发明专利]模块组合型并联有源电力滤波系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种电能质量补偿装置，特别涉及一种模块组合型并联有源电力滤波系统。

背景技术

随着工业的发展，包括电力电子装置在内的各类用电设备不断地增加，用电设备通常会向电网系统注入大量的谐波分量和无功分量，严重影响了供电系统的电能质量，对电网的安全稳定运行构成了严重威胁，同时也会引起大量的附加损耗。为抑制电网谐波，提高电网供电质量传统的方法是采用无源电力滤波器，利用电感和电容的谐振特性形成对特定谐波的陷波器，但无源电力滤波器存在诸如体积庞大、只能抑制固定频率的谐波电流、易过载、容易与电网阻抗发生串并联谐振等不足。有源电力滤波器也是一种电力电子装置，能对频率和幅值时变的谐波进行跟踪补偿，且补偿特性不受电网阻抗影响，有效克服无源电力滤波器的不足。但在高压领域的应用中，由于受到器件耐压的限制，传统有源电力滤波器通常需要通过工频变压器接入高压电网，笨重的工频变压器大大增加了电力电子变换装置的成本和体积，并且限制了系统的效率。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：解决传统有源电力滤波器在高压领域中应用的局限性，提出了一种无需工频变压器直接挂网运行的模块组合型并联有源电力滤波系统。

本发明的技术方案如下：

模块组合型并联有源电力滤波系统，其特征在于：

单相有源电力滤波器的A相桥臂的交流输出端连接电网的正馈线，连接点为第一公共连接点，单相有源电力滤波器的B相桥臂的交流输出端连接电网的负馈线，连接点为第二公共连接点；单相有源电力滤波器被控制为电流源，输出电流信号，叠加到单相负荷侧电流上，从而在供电系统侧获得高功率因数的网侧电流。单相有源电力滤波器的输出滤波电抗器一分为二，分别安装到A、B相桥臂中。

三相有源电力滤波器的A相桥臂的交流输出端连接电网的第一馈线，连接点为第一公共连接点，B相桥臂的交流输出端连接电网的第二馈线，连接点为第二公共连接点，C相桥臂的交流输出端连接电网的第三馈线，连接点为第三公共连接点；三相有源电力滤波器被控制为电流源，输出电流信号，叠加到负荷侧电流上，从而在供电系统侧获得高功率因数的网侧电流。三相有源电力滤波器的输出滤波电抗器一分为二，分别安装到A、B、C相桥臂中。

本发明的模块组合型并联有源电力滤波系统能和无源电力滤波器、晶闸管投切电容器等装置串并联使用组成混合补偿系统，具体组合形式可根据滤波和无功性能指标确定。

本发明的有益效果：本发明提出的模块组合型并联有源电力滤波系统无需工频变压器，能直接应用于高压领域，与传统的单/三相并联型有源电力滤波器相比，利用低压功率器件实现高压大功率输入、输出，具有占地面积小、器件开关频率低、损耗小、易于模块化等优点。

附图说明

图1为本发明的单相模块组合型有源电力滤波系统的实施例示意图。

图2为本发明的三相模块组合型有源电力滤波系统的第一实施例示意图。

图3为本发明的三相模块组合型有源电力滤波系统的第二实施例示意图。

具体实施方式

结合附图对本发明的实施方式作进一步说明：

图1是本发明单相模块组合型有源电力滤波系统的实施例示意图。单相有源电力滤波器101包括两个桥臂，n个功率单元301、……、30n依次串联构成A相上桥臂，n个功率单元311、……、31n依次串联构成A相下桥臂，A相上桥臂和A相下桥臂之间通过第一电抗器1和第二电抗器2连接，所述第一电抗器1和第二电抗器2之间的连接点为A相桥臂的交流输出端M；n个功率单元401、……、40n依次串联构成B相上桥臂，n个功率单元411、……、41n依次串联构成B相下桥臂，B相上桥臂和B相下桥臂之间通过第三电抗器3和第四电抗器4连接，所述第三电抗器3和第四电抗器4之间的连接点为B相桥臂的交流输出端T；功率单元301、401的第一接线端子相连，功率单元31n、41n的第二接线端子相连。功率单元ijk(i＝3、4，j＝0、1，k＝1、2、……、n)属于已有拓扑结构，不在本发明之列，均采用全控功率器件。

单相有源电力滤波器101的A相桥臂的交流输出端M连接电网的正馈线220，接点为第一公共连接点PCC11，功率变换单元101的B相桥臂的交流输出端T连接电网的负馈线230，接点为第二公共连接点PCC12。

单相有源电力滤波器101的输出滤波电感一分为二，分别安装到A相桥臂和B相桥臂中，这些滤波电感能将有源电力滤波器输出的电压信号转换为补偿电流信号，叠加到负荷250侧电流上，从而在供电系统200侧获得高功率因数的网侧电流。

功率单元数量n取大于等于1的正整数。