[发明专利]混合电力滤波器主电路

说明书

技术领域

本发明涉及一种电力滤波器，特别涉及一种混合电力滤波器主电路。

背景技术

目前，现有混合电力滤波器包括有源滤波器和无源滤波器串联组成的滤波器支路，并配备电网电流检测用的电流检测器和补偿电流检测器；另外还有一种包括有源滤波器和基波串联谐振型的无源滤波器并联组成的混合电力滤波器，有源滤波器和无源滤波器之间通过隔离变压器进行耦合。其缺点是：有源滤波器要承受基波电压，不适用于高压系统；不具备补偿基波无功和无源滤波器滤除特征次谐波电流功能，且系统滤除谐波能力容量受限。现有的混合电力滤波器为了保证用低压的有源部分能滤除高压谐波电流，采用耦合变压器连接有源滤波器与无源滤波器，但这样会导致系统整体的经济性下降，体积增大，且补偿电流通过耦合变压器会产生相位延时，补偿精度下降。

发明内容

本发明的目的是提供一种高精度的混合电力滤波器主电路。

本发明提供的这种混合电力滤波器主电路，包括无源滤波电路、有源滤波电路和测量电路，无源滤波电路包括双调谐滤波支路和基波分压串联双调谐滤波支路，该两支路并联相接，双调谐滤波支路的谐振点设置在3次、5次，基波分压串联双调谐滤波支路的谐振点设置在5次、7次；电网电源与无源滤波电路连接，无源滤波电路再与有源滤波电路连接，其连接点在无源滤波电路中的基波分压串联双调谐滤波支路的基波分压电容的分压点处。

所述无源滤波电路包括至少一组由电感和电容串并联组成的双调谐滤波支路以及至少一组由电感和电容串并联组成的基波分压串联双调谐滤波支路；所述基波分压电容承担系统90%以上的电压，同时补偿基波无功功率。

所述有源滤波电路包括电源电路、控制单元电路和功率逆变单元电路；电源电路包括隔离变压器，控制单元电路包括控制模块和模数转换器，功率逆变单元包括三相逆变桥和驱动模块，有源滤波电路的输入电压通过电感与三相逆变桥相连，同时该输入电压与隔离变压器相连，隔离变压器输出三路电源，一路驱动电源，用于给驱动模块供电，一路控制电源，用于给控制模块供电，一路传感器电源，用于给系统电压传感器B1、负载电流传感器B2、有源输入电压传感器B3、有源补偿电流传感器B4、无源滤波支路电流传感器B5和直流母线电压传感器V1供电；该五个传感器的信号输出端均与模数转换器的输入端相连，模数转换器的输出端与控制模块相连，用于将采集并转换后的传感信号传至控制模块，控制模块与驱动模块相连，驱动模块与三相逆变桥控制端相连，用于对三相逆变桥实施驱动控制。

所述测量电路包括系统电压传感器B1、负载电流传感器B2、有源输入电压传感器B3、有源补偿电流传感器B4、无源滤波支路电流传感器B5和直流母线电压传感器V1；系统电压传感器B1安装点位于电网电源输入端，用于测量电网侧系统电压，负载电流传感器B2安装点位于负载侧，用于测量电网侧的负载电流，有源输入电压传感器B3安装点位于有源滤波支路与无源滤波支路的直接连接点处，用于测量有源滤波电路的输入电压，有源补偿电流传感器B4安装点位于有源滤波支路与无源滤波支路的直接连接点与有源滤波电路之间，用于测量有源滤波电路中的补偿电流，无源滤波支路电流传感器B5接于电网与无源滤波电路之间，用于测量无源滤波电路中的电流，直流母线电压传感器V1并接于所述三相逆变桥上，用于测量直流母线电压。

本发明的有益效果是：

（1）解决了公知的混合有源电力滤波器无法兼顾基波补偿与谐波滤除率整体效果的问题；引入无耦合变压器结构使得系统的成本及体积减少明显，同时消除了耦合变压器带来的补偿电流相位延时的弊端，提高了补偿精度；提高系统整体经济性，提升系统滤除高次谐波的精度。

（2）无源滤波电路采用新型的基波分压串联双调谐滤波电路来取代传统的注入式谐振阻抗电路，使得无源部分不仅具有分压调节功能，还具有基波无功补偿功能以及3,5,7次滤波功能，系统的有源滤波电路部分只需要较低的电压等级就能滤除高压谐波电流，有效的降低了系统成本。

（3）采用无源滤波电路对低次谐波多重滤波设计及有源滤波电路对高次谐波单独滤除的设计，保证了在不增加系统容量的条件下，最大限度的提升系统整体滤波效果。无源滤波电路采用双调谐滤波器的结构避免了单调谐滤波器带来的3次谐波放大问题。

（4）针对A相而言，有源滤波电路与无源滤波电路的连接点Xa处，采用第2支路的基波分压电容C1a2以下的支路阻抗之和与系统总阻抗（含电网阻抗）模之比作为参数方程，就可以主动控制有源滤波支路流入无源滤波支路的高次谐波环流大小，提升系统效率及稳定性。