CN106374476A - 一种复合型链式高压有源滤波装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种复合型链式高压有源滤波装置，包括电源、用户负载，以及设于电源和用户负载之间的三条链节，其每相链节均包括相互并联的，且用于分别补偿不同幅值谐波的多条子链节，所有链节均包括多个依次级联的链节单元。与现有技术相比，本发明每相链节均包含多条并联的子链节，对于混合谐波，可以将谐波分解成不同幅值的分量，交给相内不同的链节去补偿，这样就降低了每一个链节输出电流的峰值，有利于器件和装置的安全，也有利于单元容量的充分利用，在控制上也更加便利。

Description

一种复合型链式高压有源滤波装置

技术领域

本发明涉及一种滤波装置，尤其是涉及一种复合型链式高压有源滤波装置。

背景技术

传统的高压有源滤波器一般采用级联的方式实现，图1所示为传统高压链式有源电力滤波器结构图，每相链节由N个单相H桥电路级联而成以实现高电压输出。实际应用中，根据对容量、输出电压、谐波和成本等的要求合理选择级联单元个数N。每个H桥单元采用IGBT作为电路开关器件，通过脉宽调制(PWM)技术控制IGBT的通断，可以将直流侧电容上的直流电压变换为具有一定频率和幅值的交流电压，每个H桥单元采用电容进行电压支撑，相当于一个独立直流电源给一个单相H桥逆变器供电；逆变器可采用星形连接构成三相系统。

每一链节经电抗器L连接至电网，输出电压与电网电压作用于电感两端产生需要的电流；最后还可以通过连接电抗器L滤除逆变器输出无功电流中的高频毛刺。单相链式有源电力滤波器由N个结构相同的H桥单元串联而成。故每相输出的相电压为N个单元输出电压的串联叠加。但是，电力电子器件随着容量的增大其所容许的开关频率越来越低，所以在将APF用于大容量谐波补偿时就面临着器件开关频率与容量之间的矛盾。当负载的谐波为多种频次、不同幅值的混和谐波时，如果采用单一的链节补偿，可能混合谐波的峰值会很大，给控制补偿造成一定的困难，并且对器件本身也有一定的风险。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种复合型链式高压有源滤波装置。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种复合型链式高压有源滤波装置，包括电源、用户负载，以及设于电源和用户负载之间的三条链节，其每相链节均包括相互并联的，且用于分别补偿不同幅值谐波的多条子链节，所有链节均包括多个依次级联的链节单元。

所述每相链节包含的子链节数目为2-5条。

所述每相链节包含的子链节数目为2条。

所述滤波装置还包括用于控制各子链节工作的主控制器，所述主控制器分别与所有子链节连接。

所述主控制器包括：

谐波采集电路，分别与各相链节的输出端连接，用于采集各相的谐波；

谐波分解电路，与谐波采集电路连接，用于将采集到的谐波分解为不同幅值的谐波分量；

补偿分配电路，分别与谐波分解电路和各子链节连接，用于指示各子链节分别补偿该相的各谐波分量。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

1)每相链节均包含多条并联的子链节，对于混合谐波，可以将谐波分解成不同幅值的分量，交给相内不同的链节去补偿，这样就降低了每一个链节输出电流的峰值，有利于器件和装置的安全，也有利于单元容量的充分利用，在控制上也更加便利。

2)每相链节包含的子链节数目为2条，在降低峰值的同时，也降低了各相链节之间协同控制的复杂度。

附图说明

图1为传统高压链式有源电力滤波器的结构示意图；

图2为本发明的结构示意图；

其中：1、链节单元，2、用户负载，3、子链节。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例以本发明技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

一种复合型链式高压有源滤波装置，如图2所示，包括电源、用户负载，以及设于电源和用户负载之间的三条链节，其每相链节均包括相互并联的，且用于分别补偿不同幅值谐波的多条子链节3，所有链节均包括多个依次级联的链节单元1。

每相链节包含的子链节3数目为2-5条，本实施例中具体为2条。

滤波装置还包括用于控制各子链节3工作的主控制器，主控制器分别与所有子链节3连接，主控制器包括：

谐波采集电路，分别与各相链节的输出端连接，用于采集各相的谐波；

谐波分解电路，与谐波采集电路连接，用于将采集到的谐波分解为不同幅值的谐波分量；

补偿分配电路，分别与谐波分解电路和各子链节3连接，用于指示各子链节3分别补偿该相的各谐波分量。

本发明所涉及的高压有源电力滤波器，为一种新型的多重化链式高压有源电力滤波装置。与传统的高压有源电力滤波器不同的是，该装置是一个多重化的链式结构，即每一相可以由多个链节并联组成每个链节内，由若干个链节单元串联组成。

本发明所涉及新型多重化链式高压有源电力滤波装置，通过链节单元的串并联，不仅可以降低对器件规格容量的要求，而且可以根据实际情况的需要选择合适的单元数量。

本发明所涉及滤波装置，可以降低每相补偿谐波的峰值系数。当负载的谐波为多种频次、不同幅值的混和谐波时，如果采用单一的链节补偿，可能混合谐波的峰值会很大，给控制补偿造成一定的困难，并且对器件本身也有一定的风险。本发明滤波装置，对于混合谐波，可以将谐波分解成不同幅值的分量，交给相内不同的子链节3去补偿，这样就降低了每一个子链节3输出电流的峰值，有利于器件和装置的安全，也有利于单元容量的充分利用，在控制上也更加便利。

本发明滤波装置也可以提高每相的补偿精度，对于一个单子链节的链式高压有源滤波器，其每相的出线电抗器的选取必须同时考虑纹波电流和电流变化率的影响，因此电抗取值是一个综合考虑的结果，如果补偿电流过大或者过小，都会对补偿精度产生影响。而本发明中每个子链节3的电流额定值相比只有一个子链节的链节就会小很多，相应的的电抗取值就会相对小很多，这样纹波电流和电流变化率相对于单链节也会有很大改善，从而可以提高补偿精度。

Claims (5)

1.一种复合型链式高压有源滤波装置，包括电源、用户负载，以及设于电源和用户负载之间的三条链节，其特征在于，其每相链节均包括相互并联的，且用于分别补偿不同幅值谐波的多条子链节（3），所有链节均包括多个依次级联的链节单元（1）。

2.根据权利要求1所述的一种复合型链式高压有源滤波装置，其特征在于，所述每相链节包含的子链节（3）数目为2-5条。

3.根据权利要求2所述的一种复合型链式高压有源滤波装置，其特征在于，所述每相链节包含的子链节（3）数目为2条。

4.根据权利要求1所述的一种复合型链式高压有源滤波装置，其特征在于，所述滤波装置还包括用于控制各子链节（3）工作的主控制器，所述主控制器分别与所有子链节（3）连接。

5.根据权利要求4所述的一种复合型链式高压有源滤波装置，其特征在于，所述主控制器包括：

谐波采集电路，分别与各相链节的输出端连接，用于采集各相的谐波；

谐波分解电路，与谐波采集电路连接，用于将采集到的谐波分解为不同幅值的谐波分量；

补偿分配电路，分别与谐波分解电路和各子链节（3）连接，用于指示各子链节（3）分别补偿该相的各谐波分量。