[实用新型]一种并联型有源电力滤波器

说明书

技术领域

本新型涉及一种适用于电网系统的并联型有源电力滤波器，尤其涉及一种适用于三相四线电网系统的并联型有源电力滤波器。 

背景技术

随着电力电子技术的不断发展，越来越多的电力电子装置被广泛应用于各种领域，同时也将大量的谐波注入电网。电网中谐波的危害极大，它会使电网供电电压波形发生畸变而使供电质量下降，电力系统的能量损耗增加、供用电设备寿命缩短，还会对其它电子设备造成电磁干扰。 

由于电网谐波引起的电能质量问题日益受到重视，有源电力滤波器(Active Power Filter，简称APF)作为一种动态抑制谐波和补偿无功电流的新型电力电子装置，已经成为解决日益严重的电力谐波污染问题最有效和最有前途的补偿方式。 

目前，三相三线制APF已经得到了广泛的研究，并有许多研究成果，已在实际系统中得到应用。而由于三相四线制供电方式在低压配电系统中是最主要的供电方式，并在工业、办公及民用建筑、城市供电、工厂供电等电力系统中广为应用，其谐波和三相不平衡所产生的问题越来越引起人们的重视，所占的谐波比重也逐年增加。 

综上，对三相四线制系统中存在的谐波和三相不平衡进行补偿有着重要意义。如何使得有源电力滤波器既能抵制三相四线制APF三相电流中的正序和负序谐波分量，又能补偿系统的零序谐波电流，是一个非常重要的技术问题，成为了当前的研究难点。 

实用新型内容

为了解决上述技术问题，本新型提供了一种适用于三相四线电网系统的并联型有源电力滤波器。 

根据本新型的一方面，提供了一种并联型有源电力滤波器。该并联型有源电力滤波器包括： 

三相全桥逆变电路，其与所述三相四线电网系统电连接； 

半桥斩波电路，其与所述三相全桥逆变电路相并联，用于控制所述并联型有源电力滤波器的直流侧电压； 

双电容，所述半桥斩波电路通过电感与所述直流侧双电容(120)的中点电连接，以及双电容的中点接地；以及 

所述控制单元单元，其采用双闭环控制，内环为用于维持所述并联型有源电力滤波器直流侧电压稳定的电压环子模块、以及外环为用于控制所述并联型有源电力滤波器的输出电流的电流环子模块，其中， 

所述半桥斩波电路由两个串联的功率开关管构成，所述功率开关管由功率管和反并联二极管构成。 

其中，所述三相全桥逆变电路由相互并联的三组桥臂构成，所述桥臂由两个串联的功率开关管构成，所述功率开关管由功率管和反并联二极管构成，以及所述三相全桥逆变电路经由三相电感与所述三相四线电网系统电连接。 

根据本新型另一方面提供的并联型有源电力滤波器，还包括控制单元单元，所述控制单元其采用双闭环控制，内环为用于维持所述并联型有源电力滤波器直流侧电压稳定的电压环子模块、以及外环为用于控制所述并联型有源电力滤波器的输出电流的电流环子模块。 

其中，所述电压环子模块与所述双电容的两端直接或间接电连接。 

与现有技术相比，本新型具有以下优点： 

相比传统并联型有源电力滤波器，本新型的并联型有源电力滤波器改变了传统的并联型有源电力滤波器的结构，例如，新增了半桥斩波电路112并采用了电感连接中性点钳位电路，使得根据本新型的并联型有源电力滤波器既能抵制三相四线制APF三相电流中的正序和负序谐波分量，又能补偿系统的零序谐波电流。更具体地，三相全桥逆变电路控制111用于输出电流，半桥斩波电路112用于消除因零序电流引起的直流端电压波动，因此可以很好地实现直流端电压与电流控制的耦合，在三相四线有源电力滤波系统中具有实际应用价值。 

此外，根据本新型的适用于三相四线电网系统的并联型有源电力滤波器还采用了双闭环控制的控制模式，其中，内环为电压环，其提供能量前馈控制直流端电压稳定，抑制零序电流扰动；外环为电流环，电流环采用PWM(脉冲宽度调制Pulse Width Modulation)控制，这样的双闭环控制结构相比现有技术，能够更好地补偿电网谐波电流，抑制系统三相不平衡。此外，在根据本新型的并联型有源电力滤波器中所采用的能量前馈计算参考电流的方法、从能量的方面考虑系统谐波、无功的补充，三相不平衡的补偿，进一步提高了并联型有源电力滤波器的性能，对负载突变具有强鲁棒性，保证了系统稳定性。 

本新型的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本新型而了解。本新型的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。 

附图说明