CN205248802U - 一种组合滤波装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种组合滤波装置，该装置包括依次串联的负载电流检测器、有源滤波器、输出滤波器、无源滤波器、谐波检测器、谐波系数调节器以及输出电流控制器；所述负载电流检测器包括APF输出电流控制器和/或霍尔电流传感器，所述有源滤波器进行动态补偿后经输出滤波器滤除高频毛刺连接至谐波系数调节器，所述输出滤波器用于滤除开关器件的高频毛刺；所述无源滤波器由与主谐波次数相同的多个单调谐滤波器并联后再串联的高通滤波器组成。该组合滤波装置，有效地利用无源滤波器滤除系统中特定次谐波，较小容量有源滤波器用于系统无功补偿及其他非特征次谐波的抑制。结构简单，能够较好的治理电力系统中的谐波。

Description

一种组合滤波装置

技术领域

本实用新型涉及电力系统滤波技术领域，特别涉及一种组合滤波装置。

背景技术

随着科学技术的发展，随着工业生产水平和人民生活水平的提高，非线性用电设备在电网中大量投运，造成了电网的谐波分量占的比重越来越大。它不仅增加了电网的供电损耗，而且干扰电网的保护装置与自动化装置的正常运行，造成了这些装置的误动与拒动，直接威胁电网的安全运行。现有技术中，消除谐波的主要方式有两种，一种是无源滤波方式，该方式其成本低，但滤波效果不太好，如果谐振频率设定得不好，会与系统产生谐振。市场上流通较多的采取的滤波方法就是这一种，主要是因为低成本，用户容易接受。虽滤波的效果较差，只要满足国家对谐波的限制标准和电力部门对无功的要求就行了。另一种是有源滤波方式，有源谐波滤除装置是在无源滤波的基础上发展起来的，它的滤波效果好，在其额定的无功功率范围内，滤波效果是百分之百的。它主要是由电力电子元件组成电路，使之产生一个和系统的谐波同频率、同幅度，但相位相反的谐波电流与系统中的谐波电流抵消。但由于受到电力电子元件耐压，额定电流的发展限制，成本极高，其制作也较之无源滤波装置复杂得多，成本也就高得多了。

实用新型内容

基于上述问题，本实用新型实施例公开了一种组合滤波装置。

技术方案如下：本实用新型实施例公开了一种组合滤波装置，该装置包括依次串联的负载电流检测器、有源滤波器、输出滤波器、无源滤波器、谐波检测器、谐波系数调节器以及输出电流控制器；

其中，所述负载电流检测器包括APF输出电流控制器和/或霍尔电流传感器，所述有源滤波器进行动态补偿后经输出滤波器滤除高频毛刺连接至谐波系数调节器，所述输出滤波器用于滤除开关器件的高频毛刺；所述无源滤波器由与主谐波次数相同的多个单调谐滤波器并联后再串联的高通滤波器组成。

优选地：所述单调谐滤波器由电容C、电感L和电阻R依次串联而成；所述电容C的另一端连接交流电压线，所述电阻R的另一端接地。

优选地：所述高通滤波器包括输入端、输出端、运算放大器OP1、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电容C1、电容C2、电容C3、电容C4、电感L1、电感L2和电感L3。

优选地：所述述电容C2和电阻R1构成一级滤波。

优选地：所述电容C3和电阻R2构成二级滤波。

优选地：所述谐波检测器包括快速傅里叶和/或反傅里叶变换器。

优选地：所述谐波系数调节器为输出谐波电流的爬山式谐波系数调节器或增量导纳式谐波系数调节器。

根据本实用新型提供的具体实施例，本实用新型公开了以下技术效果：通过本实用新型实施例，可以实现一种组合滤波装置，在一种实现方式下，该装置可以包括依次串联的负载电流检测器、有源滤波器、输出滤波器、无源滤波器、谐波检测器、谐波系数调节器以及输出电流控制器；其中，所述负载电流检测器包括APF输出电流控制器和/或霍尔电流传感器，所述有源滤波器进行动态补偿后经输出滤波器滤除高频毛刺连接至谐波系数调节器，所述输出滤波器用于滤除开关器件的高频毛刺；所述无源滤波器由与主谐波次数相同的多个单调谐滤波器并联后再串联的高通滤波器组成。通过本申请提供的组合滤波装置，可以实现无源滤波与有源滤波的很好结合，有效地利用无源滤波器滤除系统中特定次谐波，较小容量有源滤波器用于系统无功补偿及其他非特征次谐波的抑制。该装置结构简单，能够较好的治理电力系统中的谐波。

当然，实施本申请的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下而描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型一种组合滤波装置的电路框图；

图2是本实用新型一种组合滤波装置的单调谐滤波器的电路图；

图3是本实用新型一种组合滤波装置的高通滤波器的电路图。

图中：负载电流检测器1、有源滤波器2、输出滤波器3、无源滤波器4、谐波检测器5、谐波系数调节器6、输出电流控制器7。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

参见图1、图2、图3示出了本实用新型一种组合滤波装置，如图1、图2、图3所示，所述组合滤波装置包括依次串联的负载电流检测器1、有源滤波器2、输出滤波器3、无源滤波器4、谐波检测器5、谐波系数调节器6以及输出电流控制器7；

其中，所述负载电流检测器1包括APF输出电流控制器和/或霍尔电流传感器，所述有源滤波器2进行动态补偿后经输出滤波器滤除高频毛刺连接至谐波系数调节器，所述输出滤波器3用于滤除开关器件的高频毛刺；所述无源滤波器4由与主谐波次数相同的多个单调谐滤波器并联后再串联的高通滤波器组成。在实际应用中所述单调谐滤波器由电容C、电感L和电阻R依次串联而成；所述电容C的另一端连接交流电压线，所述电阻R的另一端接地。该单调谐滤波器能够根据系统最大阻抗角和最大等效频偏计算获得最佳的滤波器品质因数，在系统最大阻抗角时保证滤波器端电压在特征频率处具有最小值，确保了滤波效果和系统稳定性。在实际选择该高通滤波器是，所述高通滤波器包括输入端、输出端、运算放大器OP1、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电容C1、电容C2、电容C3、电容C4、电感L1、电感L2和电感L3。所述述电容C2和电阻R1构成一级滤波。所述电容C3和电阻R2构成二级滤波。在具体设置该高通滤波器时，该输入端分别连接电感L1的一端和电容C2的一端，其中电感L1的另一端分别连接电感L2的一端和电感L3的一端，电感L2的另一端通过电容C1接地，电感L3的另一端连接在输出端；电容C2的另一端分别连接电容C3的一端和电阻R1的一端，电阻R1的另一端接地，电容C3的另一端分别连接电阻R2的一端和运算放大器OP1的同向输入端，而电阻R2的另一端接地；运算放大器OP1的同向输入端通过电阻R3连接运算放大器OP1的输出端，而运算放大器OP1的输出端还通过电容C4连接输出端。该高通滤波器是去掉信号中不必要的低频成分，去掉低频干扰的滤波器；在电力系统中，谐波补偿时用高通滤波器滤除某次及其以上的各次谐波。

本申请实施例还可以提供所述谐波检测器包括快速傅里叶和/或反傅里叶变换器。所述谐波系数调节器为输出谐波电流的爬山式谐波系数调节器或增量导纳式谐波系数调节器。

总之，通过本申请提供的组合滤波装置，可以实现无源滤波与有源滤波的很好结合，有效地利用无源滤波器滤除系统中特定次谐波，较小容量有源滤波器用于系统无功补偿及其他非特征次谐波的抑制。该装置结构简单，能够较好的治理电力系统中的谐波。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个......”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非用于限定本实用新型的保护范围。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本实用新型的保护范围内。

Claims (7)

1.一种组合滤波装置，其特征在于，包括：依次串联的负载电流检测器、有源滤波器、输出滤波器、无源滤波器、谐波检测器、谐波系数调节器以及输出电流控制器；

其中，所述负载电流检测器包括APF输出电流控制器和/或霍尔电流传感器，所述有源滤波器进行动态补偿后经输出滤波器滤除高频毛刺连接至谐波系数调节器，所述输出滤波器用于滤除开关器件的高频毛刺；所述无源滤波器由与主谐波次数相同的多个单调谐滤波器并联后再串联的高通滤波器组成。

2.根据权利要求1所述的组合滤波装置，其特征在于，所述单调谐滤波器由电容C、电感L和电阻R依次串联而成；所述电容C的另一端连接交流电压线，所述电阻R的另一端接地。

3.根据权利要求1所述的组合滤波装置，其特征在于，所述高通滤波器包括输入端、输出端、运算放大器OP1、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电容C1、电容C2、电容C3、电容C4、电感L1、电感L2和电感L3。

4.根据权利要求3所述的组合滤波装置，其特征在于，所述电容C2和电阻R1构成一级滤波。

5.根据权利要求3所述的组合滤波装置，其特征在于，所述电容C3和电阻R2构成二级滤波。

6.根据权利要求1所述的组合滤波装置，其特征在于，所述谐波检测器包括快速傅里叶和/或反傅里叶变换器。

7.根据权利要求1所述的组合滤波装置，其特征在于，所述谐波系数调节器为输出谐波电流的爬山式谐波系数调节器或增量导纳式谐波系数调节器。