专利名称：电力有源滤波器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种滤波器，特别是一种电力有源滤波器。
背景技术：
当正弦波电压施加在非线性电路上时，电流就变成非正弦波，非正弦波电流在电网阻抗上产生压降，会使电压波形也变为非正弦波。谐波是指电流中所含有的频率为基波的整数倍的电量，一般是指对周期性的非正弦电量进行傅里叶级数分解，其中频率与工频相同的分量称为基波，频率大于基波的分量称为谐波。电网中非线性、波动性、不平衡负荷不断增加，对公用电网注入大量的谐波和冲击无功功率，节能降耗与改善电能质量的需求不断增加。一方面，电网中以降低线损提高供电电压质量为目的的并联电容补偿的应用日益广泛，但并联电容的广泛应用又使谐波放大现象更加普遍，加剧了谐波的影响及恶化了电能质量、又增加了电能损耗。另一方面，随着以计算机为代表的大量敏感设备的普及应用，人们对公共电网的供电质量要求越来越高。如今广泛使用的负载大部分是非线性的，如整流器、变频器、电弧炉、焊接设备、UPS、电梯、空调、节能灯(荧光灯)、复印机等等，这些非线性负载会产生大量的谐波电流并注入到电网中，使电网电压产生畸变，这种谐波“污染”会对电网和用户产生严重的危害。另外，冲击性、波动性负载如电弧炉、焊接设备等在运行中不仅会产生大量的高次谐波，且会造成电压波动、闪变和三相不平衡等电能质量问题，危害电网的安全运行。传统的谐波抑制和无功补偿方法是无源滤波技术，即使用由电力电容器和滤波电抗器等无源器件构成的无源滤波器。近年来，以IGBT技术为代表的有源滤波技术(APF)开始规模化应用。与无源滤波器相比，APF响应速度快、可控性高、能跟踪补偿各次谐波、动态产生负荷所需变化的无功功率，同时，APF还具有特性不受系统影响、无谐波放大的危险、体积小重量轻等突出优点，因而已成为电力谐波抑制和无功补偿的重要手段。
实用新型内容本实用新型的目的是提供一种电力有源滤波器，该滤波器采用先进的动态实时跟踪补偿方式来消除电网中的谐波。为了实现上述的技术目的，本实用新型的技术方案是一种电力有源滤波器，其包括实时检测电路，通过对负载的电流进行实时检测，得到负载电流波形，从而获得需要补偿的谐波电流成分；控制电路，根据实时检测电路的分析结果，控制补偿电路对谐波电流的抵消；[0014]补偿电路，根据实时检测电路的分析结果，将得到需要补偿的谐波电流成分反向，通过IGBT逆变器的触发，将反向电流注入供电系统中。所述控制电路采用基于FPGA的数字控制器。所述电力有源滤波器设置有RS232、RS485通讯接口。本实用新型的功能特点如下实时监测实时监测配电系统的电能质量，通过监控系统，可实时读取电网侧、负载侧的THDi和THDu、各相电流大小、补偿前后效果波形图及有源电力滤波器发出的补偿电流大小、波形等一系列电能质量数据，操作简单，读取数据方便。系统设置可设置工作模式、日期、CT变比及补偿模式等一系列功能。设置系统需要密码才可以操作，保证机器独立安全运行，所有设置项会记忆并保存在系统中。后台监控本实用新型滤波器具有RS485和网口，通过数据线或网线可与计算机进行通讯。在计算机终端安装专用的后台监控软件，即可实现对有源滤波器的远程操作和控制。为了解有源滤波器的运行提供了极大的便利。本实用新型通过实时检测负载电流波形，得到需要补偿的谐波电流成分，并将其反向，通过控制IGBT的触发，将反向电流注入供电系统，实现滤除(抵消)谐波功能，从而提高电气系统安全可靠性、达到节能增效的目的。
以下结合附图
和具体实施方式
对本实用新型作进一步详细的说明。图I为本实用新型的原理图。图2为本实用新型的外部原理图。
具体实施方式
如图I所示，电力有源滤波器包括实时检测电路、控制电路和补偿电路。实时检测电路，通过对负载的电流进行实时检测，得到负载电流波形，从而获得需要补偿的谐波电流成分。控制电路，根据实时检测电路的分析结果，控制补偿电路对谐波电流的抵消。补偿电路，根据实时检测电路的分析结果，将得到需要补偿的谐波电流成分反向，通过IGBT逆变器的触发，将反向电流注入供电系统中。如图2所示，通过对线路上的电流进行不断的实时采集，经A/D采样，将所得的电流信号进行谐波分离算法的处理，得到需要补偿的谐波电流成分，并将其反向，就可以得到与线路上的谐波信号大小相等，方向相反的谐波电流，通过控制IGBT逆变器的触发，将反向电流注入供电系统，实现滤除(抵消)谐波功能，从而提高电气系统安全可靠性、达到节能增效的目的。本实用新型可以被看作是一个电流源，在主连接处提供一个谐波电流，这个谐波电流与非线性负荷产生的总谐波电流是反向的。在连接本实用新型有源滤波器和负荷之前，网络仍然以基波电流运行。有源滤波器技术特点采用FPGA全数字控制方式，稳定可靠性高，精确滤除谐波。[0033]主回路采用二极管箝位三电平拓扑。电压纹波更低，滤波损耗更低，开关损耗更低。可实时动态滤除2 50次谐波，或者有选择的滤除电网相线和零线中存在的各次典型性特征谐波。内置谐波补偿、无功补偿、不平衡补偿等多种补偿功能，用户可自行设定选择补偿功能。三相四线制APF在零线上的谐波滤除能力是相线滤波能力的三倍，针对照明等单相负载多造成零线谐波过载(零线上的三次谐波电流因为相位相同而叠加将会达到相线上的三次谐波电流的三倍)和相不平衡的情况。友好的操作和显示人机界面，操作简单方便，可实时显示数据与曲线。模块化柜体设计，安装灵活(机架式和壁挂式)。有效的各类保护措施，确保正常工作和异常工况下都不会对供配电系统及系统内其他设备造成任何影响。包括各类保护功能(过载、过/欠压，内部故障等)，可根据负荷变化，自动合理限制补偿电流，装置不会过流，在滤波的同时，能完全避免过补偿。APF自身高频载波不会回馈到电网，对供电系统及系统内其他设备不造成干扰。与PC连接的RS232 (或RS485)通讯接口。独立于电网系统阻抗之外，不受电网系统阻抗影响，不发生谐振与谐波电压放大，安全性好。扩展性能好，可多台APF并联应用。上述实施例不以任何方式限制本实用新型，凡是采用等同替换或等效变换的方式获得的技术方案均落在本实用新型的保护范围内。
权利要求1.一种电カ有源滤波器，其特征在于包括 实时检测电路，通过对负载的电流进行实时检测，得到负载电流波形，从而获得需要补偿的谐波电流成分； 控制电路，根据实时检测电路的分析结果，控制补偿电路对谐波电流的抵消； 补偿电路，根据实时检测电路的分析结果，将得到需要补偿的谐波电流成分反向，通过IGBT逆变器的触发，将反向电流注入供电系统中。
2.根据权利要求I所述的电力有源滤波器，其特征在于所述控制电路采用基于FPGA的数字控制器。
3.根据权利要求I所述的电力有源滤波器，其特征在于所述电カ有源滤波器设置有RS232、RS485 通讯接ロ。
专利摘要本实用新型公开了一种电力有源滤波器，其包括实时检测电路，通过对负载的电流进行实时检测，得到负载电流波形，从而获得需要补偿的谐波电流成分；控制电路，根据实时检测电路的分析结果，控制补偿电路对谐波电流的抵消；补偿电路，根据实时检测电路的分析结果，将得到需要补偿的谐波电流成分反向，通过IGBT逆变器的触发，将反向电流注入供电系统中；本实用新型通过实时检测负载电流波形，得到需要补偿的谐波电流成分，并将其反向，通过控制IGBT的触发，将反向电流注入供电系统，实现滤除(抵消)谐波功能，从而提高电气系统安全可靠性、达到节能增效的目的。
文档编号H02J3/01GK202524086SQ20122018314
公开日2012年11月7日 申请日期2012年4月26日 优先权日2012年4月26日
发明者张高峰, 涂腊宝 申请人:江苏谷峰电力科技有限公司