[发明专利]一种混合型无源电力滤波器

说明书

技术领域

本发明属于电力滤波技术领域，更具体地，涉及一种混合型无源电力滤波器。

背景技术

电力电子变换装置是目前电力系统中最主要的谐波源，受谐波源和系统阻抗的影响，和谐波源并联的母线和更高电压等级的母线上就会含有一定的背景谐波。新能源接入电网所采用的逆变器也会产生背景谐波，传统电网和分布式电源及微网系统的谐波渗透率越来越高。加装电力滤波器是解决电力系统谐波的有效方法之一，电力滤波器一般分为无源电力滤波器和有源电力滤波器。无源电力滤波器又分为传统的并联无源电力滤波器和串联无源电力滤波器。传统的无源电力滤波器特指由电力电容器、电抗器和电阻器适当组合而成的滤波装置，是一种并联无源电力滤波器，其典型的代表就是单调谐LC滤波器。该传统并联无源电力滤波器是目前使用最为广泛和成熟的谐波抑制手段。串联无源电力滤波器国际上研究较多的是采用LC并联谐振的串联无源电力滤波器，这种采用LC并联谐振的串联无源电力滤波器是传统并联无源电力滤波器的对偶方式，所以为了隔离谐波要串联多个基于LC并联谐振的无源电力滤波器，系统比较复杂。

在实际中可以将并联无源电力滤波器和串联无源电力滤波器结合起来构成串并联混合型无源电力滤波器。与串并联混合型无源电力滤波器相关的发明主要有两类：(1)“谐波抑制装置(授权公告号为CN1167177C)”和“混合型电力滤波器(授权公告号为CN100555794C)”，这两种谐波抑制装置是在“基于基波磁通补偿的串联型有源滤波器的方法及系统(发明申请号：99120103.5)”的基础上发展起来的，所以其中必须包含一个变压器来构成所谓的“零磁通变流器”。(2)“一种串并联隔离无源电力滤波器(授权公告号为CN100541967C)”，这个申请文件中并联无源电力滤波器部分第二电容器和第二电抗器对基波谐振，第二电容器和第二电抗器几乎承受全部的基波电压，所以电抗器和电力电容器的容量相对较大。同时由于整个并联无源电力滤波器有两个谐振点，加上电抗器并非理想电感(会含有一定的电阻成分)，调谐起来比较困难。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明的目的在于提供一种结构简单的混合型无源电力滤波器，由此解决滤波器系统谐波阻抗很小和无源电力滤波器支路太多的技术问题。

本发明提供了一种混合型无源电力滤波器，包括串联在电力系统与负载或微网之间的串联无源电力滤波单元，以及与所述负载或微网并联的并联无源电力滤波单元；所述串联无源电力滤波单元用于使基波通过且对谐波隔离；所述并联无源电力滤波单元用于滤除谐波并对基波进行无功补偿。

本发明提供了一种混合型无源电力滤波器，包括串联在电力系统与负载或微网之间的串联无源电力滤波单元，以及与所述电力系统并联的并联无源电力滤波单元；所述串联无源电力滤波单元用于使基波通过且对谐波隔离；所述并联无源电力滤波单元用于滤除谐波并对基波进行无功补偿。

其中，所述混合型无源电力滤波器还包括变压器T，所述变压器T的高压侧与所述串联无源电力滤波单元连接，所述变压器T的低压侧与所述并联无源电力滤波单元连接。

其中，所述串联无源电力滤波单元包括依次串联连接的第一电抗器L₁和第一电容器C₁，所述第一电抗器L₁的非串联连接端与所述电力系统连接，所述第一电容器C₁的非串联连接端与所述负载或微网连接。

其中，所述串联无源电力滤波单元包括依次串联连接的第一电容器C₁和第一电抗器L₁，所述第一电容器C₁的非串联连接端与所述电力系统连接，所述第一电抗器L₁的非串联连接端与所述负载或微网连接。

其中，所述第一电抗器的电感值L₁与所述第一电容器的电容值C₁满足关系式ωL₁=1/(ωC₁)，ω为电力系统基波的角频率。

其中，所述并联无源电力滤波单元包括依次串联连接的第二电抗器L₂和第二电容器C₂，所述第二电抗器L₂的非串联连接端连接在所述串联无源电力滤波单元与所述负载或微网的连接端；所述第二电容器C₂的非串联连接端接地。