[实用新型]一种有源电力滤波装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及电力电子技术领域，尤其涉及一种有源电力滤波装置。该有源电力滤波装置采用I型三电平拓扑结构，主回路功率单元采取I型三电平IGBT模块，控制方式采取闭环控制，精确滤除谐波，结构采用模块化设计，易于扩展，多机并联集中监控，维护方便，在符合要求的工作环境下工作，性能可靠免维护。

背景技术

随着电力电子器件在各个行业的广泛应用，非线性负荷数量与日俱增，这些非线性负荷产生的谐波电流会危害其周围设备的正常运行，造成系统电压严重畸变，产生严重后果。

目前市场上的有源电力滤波装置采取基于分立器件的紧凑型模块难以实现大电流输出；采取柜式结构虽然能够输出大电流，但占用空间大，成本高，不利于批量生产以及控制成本，不方便实现多级并联运行。当大电流输出时所采取的拓扑结构为两电平结构，而采取三电平拓扑结构的紧凑模块化产品又难以满足大电流输出的要求。

本新型模块化有源电力滤波装置有效的解决了上述不足，在结构上采取模块化分层结构、主回路采取三电平模块进行多机并联，有效的解决了三电平拓扑结构下的难以单模块大容量输出的不足问题。

中国专利(CN103618312A)记载了一种有源电力滤波装置，包括主电路，信号采集，控制系统，驱动部分和供电部分，所述主电路由依次串联的断路器、接触器、滤波电感、互感器和IGBT逆变器、并联在接触器两端的限流电阻及两串联的并联于IGBT逆变器两端母线电容组成，所述信号采集、控制系统和驱动部分依次连接，所述供电部分和母线电容两端连接，并与控制系统和驱动部分供电连接，所述IGBT逆变器内设有20kHz的高速开关和并联的续流二极管，所述驱动部分并联有定时滞环比较反馈。

上述专利并没有记述有关主回路采用I型三电平拓扑结构的技术特征。同时逆变回路采用IGBT半桥模块与续流二极管搭建，导致逆变回路比较复杂，容易产生寄生电感影响系统性能。

实用新型内容

鉴于上述问题，本实用新型提供一种有源电力滤波装置，其特征在于，应用于电网向负载供电的线路上，且该装置通过电网与负载之间所设置的并联接入点接入电网，并联接入点与负载之间的线路上设置有负载电流互感器，所述装置包括：

综合采样模块，与所述负载电流互感器二次侧输出信号相连接，以对所述负载中的负载电流信号取样，获取并输出取样信号；

DSP控制模块，通过信号线与所述综合采样模块连接，以接收所述取样信号，该取样信号经DSP控制模块进行A/D转换，转换后的信号进入DSP控制器进行指令提取，生成并输出驱动信号；

具有直流侧与交流侧的补偿电流发生电路模块，所述直流侧端与直流电容组连接，所述交流侧端与所述并联接入点连接；

其中，所述补偿电流发生电路模块接收并根据所述驱动信号生成与负载谐波电流极性相反、大小相等的电流，并通过所述交流侧端经所述并联接入点输送至所述线路中。

上述的装置，其特征在于，所述补偿电流发生电路模块包括有三条支路，每条支路均包括有依次串联设置的熔断器、接触器、输出电流互感器、外电感、内电感和IGBT模块，以及和所述IGBT模块连接的直流侧电容组，设置于所述内电感和所述接触器之间的霍尔传感器；

所述IGBT模块包括上桥臂IGBT模块和下桥臂IGBT模块，所述上桥臂IGBT模块和所述下桥臂IGBT模块组成I型拓扑结构，所述上桥臂IGBT模块的两个直流端口分别与所述直流侧电容组的正电压端和所述直流侧电容组中点电压端相连接；所述下桥臂IGBT模块的两个直流端口分别与所述直流侧电容组中点电压端与负电压端相连接，所述上桥臂IGBT模块和所述下桥臂IGBT模块的钳位二极管端口与N相连接；

任意一条支路与一地端之间均设置有一压敏电阻，且任意两条支路之间均设置有一压敏电阻。

上述的装置，其特征在于，所述补偿电流发生电路模块中还包括一高频滤波回路，任意一条支路均与所述高频滤波回路连接。

上述的装置，其特征在于，所述装置还包括一驱动部分，所述驱动部分由和所述DSP控制模块连接的驱动电路、和与IGBT模块连接的驱动模块构成，所述驱动模块驱动所述IGBT功率模块。

上述的装置，其特征在于，所述IGBT模块为I型三电平模块化IGBT，所述直流侧电容组包括上电容和下电容。

上述的装置，其特征在于，该装置还包括一人机交互模块，所述人机交互模块包括显示器。

上述的装置，其特征在于，所述有源电力滤波装置允许多台的交流侧通过并联接入点并联使用。