[实用新型]一种有源滤波器

说明书

技术领域

本实用新型属于电力滤波设备技术领域，具体地，特别涉及一种有源滤波器。

背景技术

随着电力电子技术的发展，各种非线性装置应用日益广泛，但其产生的谐波、无功功率对电网造成了很大危害。有源滤波器(Active Power Filter，简称APF)作为一种新型的谐波、无功综合补偿装置，受到越来越广泛的关注。通常，对有源滤波器补偿电流的检测采用基于同步旋转坐标系的谐波和无功检测，但当电网电压不对称和出现畸变时，此种检测不能对基波正序有功和无功电流进行准确分离，造成补偿电流检测的较大误差，威胁到有源滤波器的安全运行。

实用新型内容

鉴于以上问题，本实用新型的目的是提供一种有源滤波器，以解决当电网电压不对称和出现畸变时，准确分离基波正序有功和无功电流的问题，实现补偿后的电流中只含有基波正序有功电流。

为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

本实用新型所述有源滤波器包括主电路，且主电路是H桥级联的三相星形连接结构，还包括：

电压相位锁定单元，用于锁定电网基波正序电压的相位；

电流采集单元，用于采集非线性负载电流信号；

电流检测单元，与电压相位锁定单元及电流采集单元连接，用于接收非线性负载电流信号，并输出非线性负载电流的直流分量；

直流侧电压控制单元，与电流检测单元连接，设置有PI控制器，用于输出有源滤波器从电网吸收的基波正序有功电流；

谐波计算单元，与电流检测单元及直流侧电压控制单元连接，用于对电流检测单元及直流侧电压控制单元的输出信号进行计算，并输出电流信号作为有源滤波器的参考电流信号；

电流跟踪控制单元，与谐波计算单元连接，用于控制有源滤波器的输出电流跟踪参考电流信号，以实现补偿后的电流中只含有基波正序有功电流；

驱动单元，与电流跟踪控制单元连接，用于驱动主电路中的功率器件。

优选的，电压相位锁定单元包括锁相环，用于得到与电压信号同步的信号，且在锁相环内部设置有低通滤波器，其中，低通滤波器用于提取电压的直流分量。

优选的，直流侧电压控制单元包括逆变器，在逆变器中的直流电容两端并联有一个由放电功率开关和放电电阻串联组成的电路。通过控制发电功率开关的导通和关断，调节并联于直流电容两端的放电电阻值，从而实现对各桥式电容电压的均衡控制。

优选的，本发明所述有源滤波器还包括比较调节单元，与电流跟踪控制单元和驱动单元连接，用于接收电流跟踪控制单元的输出信号，比较有源滤波器的输出电流和参考电流的偏差，并经过PI控制器处理之后对偏差信号进行相应调节，并输出信号至驱动单元。

与现有技术相比，本实用新型具有以下优点和有益效果：

一、在电网电压不对称和出现畸变时，准确分离基波正序有功电流和无功电流；

二、通过在直流电容两端并联放电功率开关和放电电阻，实现了各桥式电容电压的均衡控制，避免了有源滤波器因电压不平衡造成的安全隐患。

附图说明

图1是本实用新型所述有源滤波器结构示意框图；

图2是本实用新型所述有源滤波器控制原理图；

图3是直流侧电压控制单元中逆变器电路图。

具体实施方式

现结合附图对本实用新型做进一步详细的描述，以便于本实用新型更加清楚和易于理解。

图1和图2分别是本实用新型所述有源滤波器的结构示意框图和控制原理图。如图1和图2所示，有源滤波器包括主电路，且主电路是H桥级联的三相星形连接结构，还包括：

电压相位锁定单元1，用于锁定电网基波正序电压的相位，得到初相位θ₁；

其中，电压相位锁定单元1包括锁相环PLL，用于得到与电压信号u_a同步的信号ωt，从而可以得到sinωt和cosωt，且在锁相环PLL内部设置有低通滤波器，其中，低通滤波器用于提取电压的直流分量。

当三相电网电压不对称且有畸变时，电网电压基波正序分量的初相位θ₁不为零，这时电网电压基波正序分量为sin(ωt+θ₁)，从而实现电网基波正序电压相位锁定。

电流采集单元3，用于采集非线性负载电流信号i_La、i_Lb、i_Lc；