带有vsc电路的有源滤波器的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于滤波器领域，具体地说，涉及一种新型配电网低压无功与谐波治理的带有VSC电路的有源滤波器。
【背景技术】
[0002]随着电力电子技术的迅猛发展和成熟，电力系统中的大型功率电子装置日益增多，在提高工业自动化水平和效益的同时，由于是各种使用传统相控整流技术的大容量非线性负荷，在运行过程中所产生的高谐波和低功率因数的运行状态，严重危害着电力系统的安全和电网供电质量。
[0003]传统的谐波抑制和无功补偿的方法是将电力无源滤波器与需补偿的非线性负载并联，为谐波提供一个低阻通路的同时也提供负载所需的无功功率。无源滤波器(PF)具有结构简单，使用方便，技术成熟以及成本低等优点。同时，它的缺点也很明显:
[0004]I)、无源滤波器的补偿特性受电网及负载影响较大，其滤波效果依赖于电网和负载的参数，滤波特性较差。
[0005]2)、无源滤波器给电网带来一定隐患，可能发生电网与滤波器间的串、并联谐振。
[0006]3)、无源滤波器只能补偿固定的无功功率，对变化的无功功率不能进行精确的补偿，不能对谐波和无功实现动态补偿。
[0007]4)、无源滤波器所需储能元件的体积大。
[0008]有鉴于上述的缺陷，本设计人，积极加以研宄创新，以期创设一种整个结构具有科学合理、技术先进、补偿及时、稳定性高、精确滤除谐波等特点的有源滤波器。
【实用新型内容】
[0009]本实用新型要解决的技术问题是克服上述缺陷，提供一种使得整个结构具有科学合理、技术先进、补偿及时、稳定性高、精确滤除谐波等特点的带有VSC电路的有源滤波器。
[0010]为解决上述问题，本实用新型所采用的技术方案是:
[0011]带有VSC电路的有源滤波器，其特征在于:包括数字化控制系统和主电路；所述数字化控制系统包括浮点DSP和ARM ;所述主电路包括电压源变流器、三相整流电路、直流侧电容器和电抗器；所述电压源变流器包括逆变电路和可控电容器的LCL滤波电路；所述电压源变流器包括逆变电路和可控电容器的LCL滤波电路；所述逆变电路两端分别与三相电源和零线连接；所述三相整流电路两端分别与三相电源的一相电源和零线连接；所述直流侧电容器两端与所述逆变电路输出端连接；电抗器在三相电源和零线中串联。
[0012]作为一种优化的技术方案，所述数字化控制系统包括3个浮点DSP和I个ARM ;所述浮点DSP负责一相的数据采集和控制计算，PWM数据的生成，以及控制逆变电路生产所需电平；所述ARM功能包括对三个浮点DSP的协调、对装置中控制系统的控制。
[0013]作为一种优化的技术方案，所述的数字化控制系统还包括A/D转换电路、以及与A/D转换电路相连接的信号处理电路和电平转换电路；由电网所采集的电压信号和负载电流信号经信号处理电路进行信号放大和整形处理以备传输到A/D转换电路进行高速A/D转换；所述的电平转换电路连接有调制电路，由调制电路所产生的PWM调制脉冲通过电平转换电路将PWM脉冲放大到所需的电平；所述电平转换电路与电压源变流器连接。
[0014]作为一种优化的技术方案，所述数字化控制系统采用SPWM控制技术的浮点DSP控制器作为主控芯片。
[0015]作为一种优化的技术方案，所述可控电容器的LCL滤波电路中滤波电容与电源线间的连接由数字化控制系统控制；数字化控制系统输出PWM脉冲经过可控电容器的LCL滤波电路调制生成与电网谐波电流幅值相等、极性相反的补偿电流。
[0016]本发明中包括浮点DSP和ARM的数字化控制系统用于将经过A/D转换电路转换为数字信号的采样数据进行量化处理、数字滤波以及限幅处理，连接电压源变流器，以脉宽调制PWM信号形式向电压源变流器送出驱动脉冲，驱动IGBT功率模块，生成与电网谐波电流幅值相等、极性相反的补偿电流注入电网，对谐波电流进行补偿或抵消，主动消除电力谐波。
[0017]主电路用于采集电路上的谐波和无功功率，通过直流侧电容器、三相整流电路和连接电抗器降低电路中的杂波和干扰，电压源变流器将浮点DSP+ARM的数字化控制系统产生的控制信号转换为可控电容器的LCL滤波电路的滤波电容。
[0018]由于采用了上述技术方案，与现有技术相比，本实用新型有益效果:
[0019]I)、本实用新型可以高效的滤除负荷电流中2?50次的各次谐波，从而使得配电网清洁高效，满足国标对配电网谐波的要求。本实用新型真正做到自适应跟踪补偿，自动识别负荷整体变化及负荷谐波含量的变化而迅速跟踪补偿。
[0020]2)、本实用新型动态补偿基波无功，提高功率因数能够提供从感性到容性的连续、平滑、动态、快速的无功功率补偿。
[0021]3)、本实用新型可完全消除因谐波引起的系统不平衡，在设备容量许可的情况下，可根据用户设定补偿系统基波负序和零序不平衡分量并适度补偿无功功率。在确保滤除谐波功能的基础上有效改善系统不平衡状况。
[0022]4)、本实用新型具备过流、过压、欠压、温度过高、测量电路故障、雷击等多种保护功能，以确保装置和电力系统安全运行，并可在负荷较轻时自动退出运行，充分考虑运行的经济性。
[0023]5)、本实用新型可以保存电网的主要参数，并通过通信接口传送给电力用户，方便统计和管理。
[0024]同时下面结合附图和【具体实施方式】对本实用新型作进一步说明。
【附图说明】
[0025]图1为本实用新型一种实施例中主电路的电路图。
【具体实施方式】
[0026]实施例:
[0027]带有VSC电路的有源滤波器，包括数字化控制系统和主电路。所述数字化控制系统包括浮点DSP和ARM。
[0028]如图1所示，所述主电路包括电压源变流器、三相整流电路、直流侧电容器6和电抗器I。所述电压源变流器(Voltage Source Converter，VSC)包括逆变电路5和可控电容器的LCL滤波电路3。所述逆变电路5两端分别与三相电源与零线连接；所述三相整流电路两端分别与三相电源的一相电源和零线连接；所述直流侧电容器6两端与所述逆变电路5输出端连接；电抗器I在三相电源和零线中串联。
[0029]所述数字化控制系统包括3个浮点DSP和I个ARM。所述浮点DSP负责一相的数据采集和控制计算，PWM数据的生成，以及控制可控电容器的LCL滤波电路3的滤波电容2与电源线的连接；所述ARM功能包括对三个浮点DSP的协调、对装置中控制系统的控制。所述的数字化控制系统还包括A/D转换电路、以及与A/D转换电路相连接的信号处理电路和电平转换电路；由电网所采集的电压信号和负载电流信号经信号处理电路进行信号放大和整形处理以备传输到A/D转换电路进行高速A/D转换；所述的电平转换电路连接有调制电路，由调制电路所产生的PWM调制脉冲通过电平转换电路将PWM脉冲放大到所需的电平；所述电平转换电路与电压源变流器的可控电容器的LCL滤波电路3连接。
[0030]包括浮点DSP和ARM的数字化控制系统用于将经过A/D转换电路转换为数字信号的采样数据进行量化处理、数字滤波以及限幅处理，连接电压源变流器，以脉宽调制PWM信号形式向电压源变流器送出驱动脉冲，生成与电网