[发明专利]一种有源滤波器和三相有源滤波系统

说明书

本发明实施例公开了一种有源滤波器和三相有源滤波系统，有源滤波器包括第一变压器、第二变压器、第一电压源型逆变器、第二电压源型逆变器、谐波电压检测模块、电压偏差补偿模块和控制器。谐波电压检测模块用于检测第一变压器一次侧的谐波。控制器用于控制第一电压源逆变器产生第一交流信号注入第一变压器的二次侧绕组。电压偏差补偿模块用于根据第一变压器一次侧的基波电压相位、非线性负载的电压值以及预设参考电压值，控制第二电压源逆变器产生第二交流信号注入第二变压器的二次侧。本发明实施例能够避免繁琐的参数设计环节，防止并联谐振、串联谐振和过载损坏现象的产生，实现对电网谐波的有效实时抑制，并减少对电网基波分量的影响。

技术领域

本发明实施例涉及电网治理技术领域，尤其涉及一种有源滤波器和三相有源滤波系统。

背景技术

随着工业技术的持续发展，电力系统中存在有规模庞大的非线性和冲击性负荷，上述两种负荷所产生的谐波会严重影响电网的日常运行。

在现有技术中，诸如单调、双调、一阶阻尼、二阶阻尼和三阶阻尼滤波器等无源滤波器在电网谐波治理的实践中得到了广泛应用。但是，基于无源滤波器的电网谐波抑制方式设计参数复杂，容易和电网系统产生并联或串联谐振，进而放大电网系统的谐波分量，增大谐波的影响范围和危害程度。同时，在运行过程中，伴随着电容器运行电流的增加，滤波器电压增大，温升显著，容易因过载而损坏。此外，无源滤波器还会消耗电网系统中的基波分量，造成功率损耗。

因此，基于无源滤波器的电网谐波抑制方式大多适用于系统简单、稳定且负荷状态不易改变的应用场景。

发明内容

本发明实施例提供一种有源滤波器和三相有源滤波系统，以避免繁琐的参数设计环节，防止并联谐振、串联谐振和过载损坏现象的产生，实现对电网谐波的有效实时抑制，并减少对电网基波分量的影响。

第一方面，本发明实施例提供了一种有源滤波器，包括：第一变压器、第二变压器、第一电压源型逆变器、第二电压源型逆变器、谐波电压检测模块、电压偏差补偿模块和控制器；

所述第一变压器的一次侧串联于非线性负载和微电网之间，所述第一变压器的二次侧、所述第二变压器的一次侧和第一电压源型逆变器的输出端串接形成闭合回路，所述第二变压器的二次侧与所述第二电压源型逆变器的输出端连接；

所述谐波电压检测模块用于检测所述第一变压器一次侧的谐波；

所述控制器用于根据所述第一变压器一次侧的谐波生成第一调制信号，并控制所述第一电压源逆变器产生第一交流信号注入所述第一变压器的二次侧绕组；

所述电压偏差补偿模块用于根据所述第一变压器一次侧的基波电压相位、所述非线性负载的电压值以及预设参考电压值，控制所述第二电压源逆变器产生第二交流信号注入所述第二变压器的二次侧。

第二方面，本发明实施例还提供了一种三相有源滤波系统，包括本发明任意实施例提供的有源滤波器，三个所述有源滤波器分别对应于三相电路中的三相。

本发明实施例所提供的技术方案，通过对谐波检测抑制和基波偏差补偿的分别设计，避免了繁琐的参数设计环节。其中，谐波检测抑制可以通过第一变压器、第一电压源型逆变器、谐波电压检测模块和控制器得以实现，基波偏差补偿可以通过第二变压器、第二电压源型逆变器和电压偏差补偿模块得以实现。

本发明实施例通过设置谐波电压检测模块，实时检测第一变压器一次侧的谐波，也即微电网-非线性负载系统的谐波。基于谐波电压检测模块生成的第一调制信号，本发明实施例通过设置控制器控制第一电压源逆变器产生相应的第一交流信号并注入第一变压器的二次侧绕组，以实现对微电网-非线性负载系统谐波的有效抑制。