[发明专利]一种三相混合型有源电力滤波器

说明书

本发明公开了一种三相混合型有源电力滤波器，该有源电力滤波器拓扑由三相电压源和三相电流源级联组成。三相电压源由三个三相全桥拓扑和三个不同变比的三相变压器构成，三个三相全桥拓扑均与电容器组并联。三相电流源包括一个三相全桥拓扑与一个电容器并联构成。与传统的有源电力滤波器相比，电流源运行在低电压条件下可以实现更大容量补偿，三相电压源实现了以更少的功率半导体开关器件实现多电平并网，本发明的有源电力滤波器可以实现模块化布置，控制算法简单，可靠性较高。

技术领域

本发明涉及有源电力滤波器技术领域，尤其是一种三相混合型有源电力滤波器。

背景技术

大规模非线性负荷的增加直接加重了电网谐波污染，对治理提出了更高要求，有源电力滤波器可快速跟踪消除电网谐波污染，但其可靠性一直饱受诟病，主要为现有的有源电力滤波器的主电路拓扑结构还不够完善。有源电力滤波器按照连接在电网上的方式不同，分为并联型和串联型。串联型有源电力滤波器工作在隔离状态下，而不能直接产生谐波及无功分量，所以对其控制策略的选取变得十分困难。并联型有源电力滤波器可以直接产生无功及谐波分量成为应用热点，但是传统的并联型有源电力滤波器的容量被限制在一定的范围内，且控制策略复杂，不能够满足工业生产中对于大容量畸变负载补偿的需要。

发明内容

为了克服上述现有技术中的缺陷，本发明提供一种三相混合型有源电力滤波器，同时提出了三相电压源阶梯波调制算法，通过三相电压源的三个三相全桥电路输出电平状态的组合，实现了27电平输出，使三相电流源承受较低电压，三相电流源通过跟踪谐波含量实现谐波补偿，实现大容量补偿。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案，包括：

一种三相混合型有源电力滤波器，由三相电压源和三相电流源级联组成。

所述三相电流源包括三相桥臂，分别为：电流源A相桥臂、电流源B相桥臂、电流源C相桥臂，以及包括电容器单元；其中，

每相桥臂均由两个串联的带反并联二极管的功率开关管组成；即，所述电流源A相桥臂由两个串联的带反并联二极管的功率开关管S1和功率开关管S2组成；所述电流源B相桥臂由两个串联的带反并联二极管的功率开关管S3和功率开关管S4组成；所述电流源C相桥臂由两个串联的带反并联二极管的功率开关管S5和功率开关管S6组成；

每相桥臂的两端均并接在电容器单元的两端；

电流源A相桥臂的中性点a0、电流源B相桥臂的中性点b0、电流源C相桥臂的中性点c0分别与三相电压源的A相输入端、B相输入端、C相输入端连接。

所述三相电压源包括：三个三相全桥拓扑、三个不同变比的三相变压器、电容器组；

三个三相全桥拓扑，分别为第一三相全桥拓扑、第二三相全桥拓扑、第三三相全桥拓扑；其中，每个三相全桥拓扑中均包括三相桥臂，即，第一三相全桥拓扑包括第一A相桥臂、第一B相桥臂、第一C相桥臂，第二三相全桥拓扑包括第二A相桥臂、第二B相桥臂、第二C相桥臂，第三三相全桥拓扑包括第三A相桥臂、第三B相桥臂、第三C相桥臂；

每相桥臂均由两个串联的带反并联二极管的功率开关管组成；即，第一A相桥臂由两个串联的带反并联二极管的功率开关管SA1和功率开关管SA2组成；第一B相桥臂由两个串联的带反并联二极管的功率开关管SB1和功率开关管SB2组成；第一C相桥臂由两个串联的带反并联二极管的功率开关管SC1和功率开关管SC2组成；第二A相桥臂由两个串联的带反并联二极管的功率开关管SA3和功率开关管SA4组成；第二B相桥臂由两个串联的带反并联二极管的功率开关管SB3和功率开关管SB4组成；第二C相桥臂由两个串联的带反并联二极管的功率开关管SC3和功率开关管SC4组成；第三A相桥臂由两个串联的带反并联二极管的功率开关管SA5和功率开关管SA6组成；第三B相桥臂由两个串联的带反并联二极管的功率开关管SB5和功率开关管SB6组成；第三C相桥臂由两个串联的带反并联二极管的功率开关管SC5和功率开关管SC6组成；