基于FPGA的自适应无功补偿有源滤波器的制作方法

本实用新型属于有源滤波器技术领域，尤其是涉及一种基于FPGA的自适应无功补偿有源滤波器。

背景技术：

在电力供应当中，由于各种各样负载的存在，一方面负载的运行会产生各种各样的谐波电流，谐波电流注入到电网中会使电流和电压产生不同程度的失真，对电网的稳定性和安全性产生影响，另一方面负载的有功功率需求的过程中，还会产生感性或者容性的无功功率，增加了电网的复杂性，同时还需要增加无功补偿设备，保证电网运行中电压的稳定性。因此，需要滤波器对负载电流的谐波进行滤除，同时还需要对电网的无功功率进行实时补偿，进而保证电力供应的安全。

常用的滤波器有无源滤波器和有源滤波器，无源滤波器经常用于较为简单的系统，针对部分谐波进行滤除，而有源滤波应用范围更广，除无源滤波器应用的场合其可以应用以外，在一些系统要求很高，负荷变化快，环境更恶劣的情况下也可以应用。现在的有源滤波器设计中，在考虑谐波滤除以及无功补偿时，无法实现对自身补偿效果的自适应检测，因此调整的空间仅限于根据电网的变化进行调整，不具有主动性。

因此，考虑上述问题，充分发挥FPGA的高速计算功能，实现谐波滤除以及无功补偿的自适应调整功能，本案发明人结合自身经验研发了一种基于 FPGA的自适应无功补偿有源滤波器。

技术实现要素：

本实用新型目的是针对现有技术存在的不足，提出了一种设计合理、谐波滤除高效、无功补偿稳定、可实现自适应控制的基于FPGA的自适应无功补偿有源滤波器。

本实用新型的目的可通过下列技术方案来实现：

基于FPGA的自适应无功补偿有源滤波器，该有源滤波器并联在电力线路上，包括有源滤波器壳体以及设于所述有源滤波器壳体外的电流互感器，其特征在于：所述有源滤波器壳体内还设有信号调整电路、IGBT功率变换模块、FPGA控制器、显示模块、电流采集模块、以及输出电抗器；

其中，所述FPGA控制器两侧分别连接所述信号调整电路与所述IGBT功率变换模块；所述IGBT功率变换模块通过所述输出电抗器与电力线路连接；所述电流采集模块连接所述输出电抗器的输出端及信号调整电路。

所述IGBT功率变换模块包括IGBI驱动电路、以及IGBT功率变换器；其中，所述IGBT驱动电路两侧分别连接所述FPGA控制器与所述IGBI功率变换器；所述的IGBT功率变换器另一侧连接所述输出电抗器。

所述FPGA控制器内部设有FPGA芯片。

本实用新型具有的有益效果是：基于FPGA的自适应无功补偿有源滤波器，设计合理，结构简单，并联于电路中便于实际应用，可以根据实时电流采集检测谐波补偿情况，实现自适应调整滤除谐波，同时可以实现无功补偿的功能，保证电网的安全运行。

附图说明

图1是本实用新型：基于FPGA的自适应无功补偿有源滤波器的结构示意图；

图2是本实用新型：IGBT功率变换模块的结构示意图。

具体实施方式

以下是本实用新型的具体实施例并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步的描述，但本实用新型并不限于这些实施例。

参照图1所示的基于FPGA的自适应无功补偿有源滤波器1，该有源滤波器1并联在电力线路上，包括有源滤波器壳体2以及设于壳体2外的电流互感器3，其特征在于：所述有源滤波器壳体2内还设有用以实时接收电网电流信号以及所述有源滤波器1补偿电流信号的信号调整电路4、用以产生与负载谐波电流相位相反的谐波补偿电流以及进行无功补偿的无功补偿电流的IGBT功率变换模块5、用以分析负载谐波成分以及无功补偿大小并控制所述IGBT功率变换模块5的FPGA控制器6、用以实时显示谐波滤除情况以及无功补偿大小的显示模块7、用以实时采集所述有源滤波器1输出的谐波补偿电流以及无功补偿电流的电流采集模块8、以及用以实现电力线路与IGBT功率变换模块5连接的输出电抗器9；

其中，所述FPGA控制器6两侧分别连接所述信号调整电路4与所述IGBT功率变换模块5；所述IGBT功率变换模块5通过所述输出电抗器9与电力线路连接；所述电流采集模块8连接所述输出电抗器9的输出端与信号调整电路4。

参照图2所示IGBT功率变换模块5的结构示意图，所述IGBT功率变换 模块5包括IGBI驱动电路51、以及IGBT功率变换器52；其中，IGBT驱动电路51与所述FPGA控制器6连接，用以接收所述FPGA控制器6发出的控制信号，进而驱动所述的IGBI功率变换器52；所述的IGBT功率变换器52另一侧连接所述输出电抗器9，用以实时产生与负载谐波电流相位相反的电流以及无功补偿电流。

所述FPGA控制器6内部设有FPGA芯片。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。