[发明专利]一种适用于低压配网的感应有源滤波系统及方法

权利要求书

1.一种适用于低压配网的感应有源滤波系统及方法，其特征在于：

所述系统采用具有三绕组结构的感应滤波变压器，其中的三个绕组包括网侧绕组、负载侧绕组以及滤波侧绕组；

网侧绕组为D联接，与配电电网连接；负载侧绕组采用Y联接，与非线性负载连接；滤波侧绕组，采用零值阻抗设计，D型联接，与全调谐滤波支路及电压源型逆变器VSI串联联接；全调谐滤波支路包括由分别采用5次及7次单调谐滤波器而并联形成的5次和7次滤波支路；

所述感应有源滤波方法，根据如上设计的变压器滤波绕组及滤波支路，通过有源逆变装置的控制系统改善滤波装置的滤波特性，加强滤波效果；利用变压器绕组相同的联结组结构，在谐波检测点与补偿点无需进行相位补偿，应用谐波阻尼控制及零值阻抗控制策略，实现负载平衡及不平衡状态下的谐波抑制。

2.根据权利要求1所述的一种适用于低压配网的感应有源滤波系统及方法，其特征在于：负载侧绕组应用于低压配网不平衡负载时，采用Yn联接。

3.根据权利要求1所述的一种适用于低压配网的感应有源滤波系统及方法，其特征在于：全调谐滤波支路与变压器网侧绕组及系统阻抗并联。

4.根据权利要求1所述的一种适用于低压配网的感应有源滤波系统及方法，其特征在于：感应有源滤波系统的单相接线的等效电路表示为：

式中，V_S,I_S,Z_S分别为变压器网侧电压、网侧电流及系统阻抗，I_L2为负载电流，I_f为滤波支路电流，Z_f为5次和7次滤波支路并联的等效阻抗，V_C为电压源型逆变器交流侧输出电压，n代表谐波次数，I_Sn为网侧谐波电流，I_f5、I_f7分别为5次、7次滤波支路电流，K为谐波阻尼控制系数，K_R5、K_R7分别为5次及7次滤波支路的零值阻抗控制系数。

5.根据权利要求4所述的一种适用于低压配网的感应有源滤波系统及方法，其特征在于：根据多绕组变压器理论得到：

上式中，V′₂、I′₂、I′₃均为相应参数换算到网侧值，Z₁₂、Z₁₃分别为网侧与负载侧、网侧与滤波侧等效阻抗；

根据变压器电磁平衡原理，忽略变压器励磁电流，有：

N₁I₁+N₂I₂+N₃I₃＝0 (3)

由基尔霍夫电压电流定律得到：

上式中，N₁、N₂、N₃分别为变压器各绕组匝数；I₁、I₂、I₃分别为流经各绕组电流；V₁、V₂、V₃分别为各绕组电压；

式(1)至(5)构成了感应有源滤波系统的数学模型，描述了其中各电压、电流及系统阻抗之间的关系。

6.根据权利要求5所述的一种适用于低压配网的感应有源滤波系统及方法，其特征在于：本系统中，随着谐波阻尼控制系数K值的增加，滤波系统的低阻抗特性越明显，负载侧谐波电流I_Ln和网侧谐波电压V_sn对网侧谐波电流的影响降低，改善滤波性能。

7.根据权利要求6所述的一种适用于低压配网的感应有源滤波系统及方法，其特征在于：本系统中，在三相不平衡时，通过调节K值增强滤波系统的低阻抗特性以滤除非线性负载引起的3次谐波。