[发明专利]自适应阻抗耦合串联注入式有源电力滤波器及控制方法

权利要求书

1.一种自适应阻抗耦合串联注入式有源电力滤波器，其特征在于，包括有源逆变器、三个自适应阻抗支路和三个基频谐振支路；所述自适应阻抗支路包括电容、电感和反并联晶闸管；所述电感与所述反并联晶闸管串联，该串联支路与所述电容并联；每个所述自适应阻抗支路输入端并联接入电网与负载之间，输出端对应连接有源逆变器及基波谐振支路；三个所述基波谐振支路一端三相星型连接；

所述反并联晶闸管触发角度α_x的与自适应阻抗支路补偿无功功率Q_cx的关系为：

其中，V_x为相电压均方根值，X_CAIB、X_LAIB分别为C_AIB、L_AIB基波电抗，C_AIB、L_AIB分别为自适应阻抗支路电容值和电感值；x＝a、b、c，a、b、c为有源电力滤波器的三相；

所述基频谐振支路包括串联的谐振电容和谐振电感。

2.根据权利要求1所述的自适应阻抗耦合串联注入式有源电力滤波器，其特征在于，所述有源逆变器包括三相全桥逆变器，所述三相全桥逆变器每个桥臂中点接一滤波电感；每一个所述滤波电感与对应相的自适应阻抗支路输出端连接。

3.根据权利要求1所述的自适应阻抗耦合串联注入式有源电力滤波器，其特征在于，所述自适应阻抗支路电容值C_AIB和电感值L_AIB的计算公式如下：

其中，ω₀为基波角频率，Q_{Lx_max}为负载无功功率最大值，Q_{Lx_min}为负载无功功率最小值。

4.根据权利要求1所述的自适应阻抗耦合串联注入式有源电力滤波器，其特征在于，所述基频谐振支路中的谐振电容C₁和谐振电感L₁满足：

5.根据权利要求1所述的自适应阻抗耦合串联注入式有源电力滤波器，其特征在于，所述自适应阻抗支路控制过程包括：根据反并联晶闸管触发角度α_x与自适应阻抗支路补偿无功功率Q_cx的关系建立相应的查找表；基于所述查找表，根据负载无功功率，通过控制反并联晶闸管触发角度α_x对负载无功功率进行补偿。

6.根据权利要求1所述的自适应阻抗耦合串联注入式有源电力滤波器，其特征在于，所述反并联晶闸管的控制过程包括：比较相电压相角θ_x和α_x，当θ_xα_x时输出反并联晶闸管中第一晶闸管T_1x的触发信号；当θ_x180°+α_x时输出反并联晶闸管中第二晶闸管T_2x的触发信号。

7.根据权利要求1所述的自适应阻抗耦合串联注入式有源电力滤波器，其特征在于，所述自适应阻抗支路补偿无功功率与负载无功功率的关系为：为负载无功功率。

8.一种权利要求1～7之一所述有源电力滤波器的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、提取负载谐波电流令有源逆变器输出电流参考值

S2、将有源逆变器输出电流参考值i_{cx_ref}与有源逆变器输出电流i_cx比较后，差值经过5次、7次、11次和13次并联PR控制器，得到有源逆变器调制波信号；

S3、通过脉宽调制得到有源逆变器开关器件触发信号；

其中，并联PR控制器传递函数为：k_p为比例系数，k_r为谐振系数，ω_c为截止频率。