[发明专利]一种新型无功补偿及谐波治理装置

摘要

本发明公开了一种新型无功补偿及谐波治理装置，包括有由星型接法的5次、7次及11次单调谐无源滤波器构成的无源滤波器，零序电力有源滤波器，用于滤除2、4次谐波的混合型电力有源滤波器、IGBT驱动电路及DSP控制电路，所述的DSP控制电路包括DSP数字信号处理器、FPGA可编程逻辑器件、外置的ADC转换器及锁相环电路，所述的无源滤波器接在配电变压器低压侧三相a、b、c上，所述的混合型电力有源滤波器由无源部分和有源部分级联构成，本发明实现了从非线性负荷中提取出2次、4次谐波电流的信号，并把它作为该电力有源滤波器的控制信号，从而实现对该电力有源滤波器的有效控制，有效地滤除2、4次谐波电流。

主权项

1.一种新型无功补偿及谐波治理装置，其特征在于：包括有由星型接法的5次、7次及11次单调谐无源滤波器构成的无源滤波器，零序电力有源滤波器，用于滤除2、4次谐波的混合型电力有源滤波器、IGBT驱动电路及DSP控制电路，所述的DSP控制电路包括DSP数字信号处理器、FPGA可编程逻辑器件、外置的ADC转换器及锁相环电路，所述的无源滤波器接在配电变压器低压侧三相a、b、c上，所述的混合型电力有源滤波器由无源部分和有源部分级联构成，无源部分采用单调谐无源滤波器，有源部分采用三相全桥IGBT逆变器，混合型电力有源滤波器接在三相abc上；所述的零序电力有源滤波器一端接在无源滤波器的中性点上，另一端接在地线N上，零序电力有源滤波器对中线电流进行虚构，采用对称分量法提取出作为控制信号的三次谐波电流，通过IGBT驱动电路对零序电力有源滤波器进行有效控制，零序电力有源滤波器及混合型电力有源滤波器由同一块DSP控制电路板进行同步控制，三相电压信号经过锁相环电路进行相位锁定后，输出的高频信号送入FPGA电路中进行预分频和1024分频，这个1024分频电路的脉冲一路用于进行模数转换器ADC的启动转换控制，另一路用于FPGA里面的计数器进行1024的循环计数，1024的循环计数值代表当前时刻基波电压相位的角度θ₁，从这个角度信号可以推断出2次谐波电压的当前相位角度θ₂、即2θ₁及4次谐波电压信号的当前相位角度θ₄、即4θ₁，在DSP数字信号处理器里面，按照2次谐波电压的当前相位角度θ₂及4次谐波电压信号的当前相位角度θ₄分别利用瞬时无功功率理论构造出计算出2次谐波电流i_ah2、i_bh2、i_ch2和4次谐波电流i_ah4、i_bh4、i_ch4，把2次谐波电流i_ah2、i_bh2、i_ch2和4次谐波电流i_ah4、i_bh4、i_ch4分别按照相序进行叠加，就可以得到i_ah、i_bh、i_ch，它作为用于2次、4次谐波滤除的混合型电力有源滤波器的指令电流然后跟用于2次、4次谐波滤除的混合型电力有源滤波器的实际输出电流i_fa(i_fb、i_fc)进行比较，其差值A_a(A_b、A_c)进行PID放大后与三角波信号进行比较，就可以得到控制谐波发生器的三组六个PWM脉宽调制信号，再经过IGBT驱动电路放大后就可以控制三相逆变器的6个IGBT工作，实现用于2次、4次谐波滤除的混合型电力有源滤波器的功能，IGBT驱动电路还用于驱动零序电力有源滤波器工作。