专利名称：谐振注入式混合型有源电力滤波器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种有源电力滤波器，特别涉及一种谐振注入式混合型有源电力滤波器。
背景技术：
在现代工业企业中，非线性电力负荷(如电力电子换流装置、电弧炉等)在大量增加，电力网中的谐波含量急剧上升，致使供电电压波形发生严重的畸变，影响了电力网和电气设备的安全、经济运行，并危及广大用户的正常用电和生产。有源电力滤波器(APF-Active Power Filter)，它是一种电力电子装置，能对频率和大小都变化的谐波进行动态补偿，补偿特性不受电网阻抗和频率变化的影响，可获得比无源滤波器(PF-Passive Filter)更好的补偿效果，是一种理想的谐波补偿装置。
有源电力滤波器技术发展到今天，已出现了多种拓扑结构纯并联型APF、纯串联型APF和混合型APF。单独使用的有源电力滤波器仅适用于中低压、小功率系统。当补偿高压、大功率非线性负载时，单独使用的有源电力滤波器的容量要求大，制造大功率的有源电力滤波器的成本相当高。因此，高压、大容量谐波补偿的趋势是将有源电力滤波器和无源电力滤波器混合使用，大部分谐波补偿任务由无源滤波器承担，而有源电力滤波器只承担小部分的谐波补偿任务。两者联合使用，既可克服有源电力滤波器容量要求大、成本高的缺点，又可使整个滤波系统获得良好的性能。现有的有源电力滤波器和无源电力滤波器混合使用的结构包括并联混合型APF、串联混合型APF和谐振注入式混合型APF。并联混合型APF有源电力滤波器与无源滤波器之间存在谐波通道，造成有源电力滤波器注入的补偿电流又可能流入无源滤波器及系统中，无谓地增加无源滤波器的负担，而且也会影响谐波抑制的效果。串联混合型APF当负载电流中存在无源滤波器不能滤除的谐波时，由于有源滤波器强制这部分谐波流入无源滤波器，这将在负载端产生谐波电压。
实用新型内容本实用新型的目的是提供一种谐振注入式混合型有源电力滤波器，这种谐振注入式混合型有源电力滤波器不但能较好治理电网中的谐波，同时能够补偿大容量的无功功率。
为实现上述的目的，本实用新型所采用的技术方案是注入支路由第二电容、第一电容、第一电感构成，其中第一电容、第一电感组成基波频率谐振电路，注入支路构成电感无源滤波支路，有源电力滤波器的输出与星形联接的耦合变压器的输入端相联，耦合变压器的三相输出的每一相与基波谐振电路并联连接，并经第二电容滤波后接入电网。
上述的谐振注入式混合型有源电力滤波器中，所述有源电力滤波器的输出经纹波滤波器滤波后接至耦合变压器的副边。
上述的谐振注入式混合型有源电力滤波器中，其输出端至少还接有一组单调谐滤波器，单调谐滤波器的谐振频率为基波的整数倍。
本实用新型的有益效果是1)谐振注入式混合型有源电力滤波器中由于基波谐振电路在基波频率下发生谐振，因此注入支路将承担大部分电网电压，有源滤波器主要承受谐波电压而不承受系统基波电压，流入的基波电流很少，因而有利于减小有源滤波器的容量，降低成本。
2)本实用新型中其滤波器的输出端接有多组单调谐滤波器组，单调谐滤波器组分别调谐在特定的谐波频率处，这样一方面为特定频率的谐波提供低阻抗通道，达到滤除谐波的目的；另一方面又实现了大容量的无功功率补偿。
3)谐振注入式混合型有源电力滤波器把并联谐振注入式混合型APF和串联谐振注入式混合型APF结合在一起，综合这两种有源滤波器的优点，又互相弥补了各自的缺点，使得谐振注入式混合型有源电力滤波器兼具较大容量的无功静补能力和较小的逆变器容量。
以下结合附图对本实用新型作进一步说明。
图1是谐振注入式混合型APF的系统结构。
具体实施方式
如图1所示，谐振注入式混合型有源电力滤波器包括有源电力滤波器和无源滤波器组，A相注入支路由电容CG、电容C1、电感L1串接组成单调谐滤波器，电容C1、电感L1串联组成A相基波谐振电路，电容C2、电感L2的串联支路及电容C3、电感L3串联支路为两个单调谐滤波器，调谐在特定的谐波频率处。有源电力滤波器APF经LC滤波器滤波后，通过耦合变压器与基波谐振电路并联连接，再经注入电容CG接入电网，另两相注入电路与A相联接相同。在谐振注入式混合型有源电力滤波器的结构中，无源滤波器组的主要作用是给特征次数谐波提供一条低阻抗的通道同时补偿无功。本实用新型可根据实际谐波输出和补偿无功的情况设计注入支路和其它无源滤波支路电容、电感的值。由于注入支路中的串联谐振LC网络谐振调谐于基波频率，其基波阻抗近似为0，相当于基波电流的短路通道，所以流过注入支路的基波电流都将流入该网络，而不会流入耦合变压器和逆变器。有源滤波器的作用主要有改善整个滤波系统的滤波性能和滤波效果，抑制电网背景谐波电压对负载供电电压的影响，抑制无源滤波器和电网电感形成的串并联谐振，弥补无源电力滤波器存在的缺陷和不足等。谐振注入式混合型有源电力滤波器运行特点是只由无源部分补偿无功功率，有源部分和无源部分共同抑制谐波。
权利要求1.一种谐振注入式混合型有源电力滤波器，包括有源电力滤波器和无源滤波器，其特征在于注入支路由第二电容、第一电容、第一电感构成，其中第一电容、第一电感组成基波频率谐振电路，注入支路构成电感无源滤波支路，有源电力滤波器的输出与星形联接的耦合变压器的输入端相联，耦合变压器的三相输出的每一相与基波谐振电路并联连接，并经第二电容滤波后接入电网。
2.根据权利要求1所述的谐振注入式混合型有源电力滤波器，其特征在于所述有源电力滤波器的输出经纹波滤波器滤波后接至耦合变压器的副边。
3.根据权利要求1或2所述的谐振注入式混合型有源电力滤波器，其特征在于其输出端至少还接有一组单调谐滤波器，单调谐滤波器的谐振频率为基波的整数倍。
专利摘要本实用新型公开了一种谐振注入式混合型有源电力滤波器，包括有源电力滤波器和无源滤波器，所述有源电力滤波器的输出与星形联接的耦合变压器的输入端相联，耦合变压器的三相输出的每一相与基波谐振电路并联连接，经电容滤波后，再经多组单调谐振电路后接入电网，基波谐振电路由电容与电感串联组成，其振荡频率为电网基波频率，单调谐振电路为电网基波频率的整数倍。本谐振注入式混合型有源电力滤波器由于基波谐振电路在基波频率下发生谐振，因此，注入电容将承担大部分电网电压，有利于减小有源滤波器的容量，降低成本。
文档编号H02J3/01GK2927445SQ20062005180
公开日2007年7月25日 申请日期2006年7月31日 优先权日2006年7月31日
发明者罗安, 贾煜, 李欣然, 涂春鸣, 范瑞祥, 周柯, 汤赐, 丁洪涛 申请人:湖南大学