有源電力濾波器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及電子濾波器技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種有源電力濾器。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，有源電力濾波器從諧波電流檢測的角度主要分為：基于FFT(FastFourier Transformation，快速傅立葉變換）的諧波電流檢查、基于瞬時(shí)無功理論的諧波電流檢測以 及無諧波電流檢測的APF(Activepowerfilter，有源電力濾波器)。在此基礎(chǔ)上，針對特 定場合，有學(xué)者提出指定次諧波消除的算法，將瞬時(shí)無功理論拓展到各次諧波的分次檢測， 然后疊加得到總的諧波電流。諧波電流通過電流控制器最后得到指令調(diào)制電流信號(hào)，進(jìn)過 PWM得到相應(yīng)的開關(guān)管驅(qū)動(dòng)信號(hào)，送到逆變器對應(yīng)的功率開關(guān)管上。
[0003] 分次諧波電流環(huán)獨(dú)立控制雖然能提高APF的補(bǔ)償精度，會(huì)增大控制器的計(jì)算量以 及延遲，降低了系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度，同時(shí)，當(dāng)需要濾除的諧波次數(shù)較多時(shí)，對單個(gè)控制芯 片的硬件要求很高，會(huì)增大設(shè)備的成本；或者采用多個(gè)控制芯片來協(xié)同控制，增加成本的同 時(shí)，由于涉及到多個(gè)CPU的同步，會(huì)降低系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
[0004] 諧波電流檢測部分：（1)若采用FFT的方式，對各次諧波都能檢測到，但需要一個(gè) 周波的響應(yīng)時(shí)間，很大程度上降低了系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度，且對控制器要求較高。（2)基于 瞬時(shí)無功理論的諧波電流檢測技術(shù)，能直接得到全部的諧波電流，響應(yīng)速度很快，但這樣就 只能對所有諧波一起控制，帶寬的限制會(huì)影響APF諧波補(bǔ)償精度。（3)若采用基于瞬時(shí)無功 理論的指定次諧波電流檢測技術(shù)，對每次諧波電流進(jìn)行檢測時(shí)均需要進(jìn)行兩次坐標(biāo)變換， 當(dāng)所選擇的諧波次數(shù)較多時(shí)，對控制器的要求很高，或者采用多CPU協(xié)同控制，增大成本且 降低系統(tǒng)的穩(wěn)定性。按目前市場主流的控制芯片，在考慮成本的基礎(chǔ)上，若選擇濾除的諧波 次數(shù)過多，很難滿足要求，因而在實(shí)際應(yīng)用往往選擇指定次諧波濾除時(shí)所能選取的諧波次 數(shù)一般不超過6個(gè)。 【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005] 本實(shí)用新型的主要目的在于，針對上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種有源電力濾 器，其既能克服FFT方式的系統(tǒng)動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度慢、基于瞬時(shí)無功理論的諧波檢測技術(shù)所存 在的帶寬問題以及單純采用指定次諧波電流檢測技術(shù)所存在的補(bǔ)償精度問題，又能降低設(shè) 備成本，提升系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
[0006] 為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案。
[0007] 本實(shí)用新型提供一種有源電力濾波器，包括依次連接的分次檢測模塊、集中電流 環(huán)控制器、PWM調(diào)制模塊和逆變器，所述分次檢測模塊根據(jù)實(shí)際需求設(shè)定模塊中需要設(shè)定濾 除的諧波次數(shù)并進(jìn)行指定次諧波電流檢測，所述集中電流環(huán)控制器接收所述諧波電流，并 根據(jù)實(shí)際需求進(jìn)行區(qū)段化集中控制，以消除不同諧波頻率帶來的靜差，所述PWM調(diào)制模塊 調(diào)節(jié)諧波電流的脈寬，所述逆變器將所述脈沖波形電流轉(zhuǎn)換成需要補(bǔ)償?shù)闹C波電流，且所 述分次檢測模塊、集中電流環(huán)控制器、PWM調(diào)制模塊和逆變器采用分體式模塊化設(shè)計(jì)。
[0008] 上述濾波器中，根據(jù)實(shí)際需求設(shè)定區(qū)段，在每個(gè)區(qū)間內(nèi)分別設(shè)置一個(gè)分次檢測模 塊和一個(gè)集中電流環(huán)控制器。
[0009] 上述濾波器中，所述PWM調(diào)制模塊和逆變器由所有區(qū)段的分次檢測模塊和集中電 流環(huán)控制器所共享。
[0010] 上述濾波器中，在每個(gè)區(qū)間內(nèi)分別設(shè)置一個(gè)PWM調(diào)制模塊和一個(gè)逆變器，且每個(gè) 區(qū)間內(nèi)的分次檢測模塊、集中電流環(huán)控制器、PWM調(diào)制模塊和逆變器依次連接。
[0011] 相比于傳統(tǒng)濾波器，本實(shí)用新型具有以下優(yōu)點(diǎn)：
[0012] (1)保證功率輸出的同時(shí)，以同樣的成本實(shí)現(xiàn)電能質(zhì)量產(chǎn)品更高的補(bǔ)償精度和動(dòng) 態(tài)響應(yīng)速度；
[0013] (2)降低了各個(gè)模塊的硬件設(shè)計(jì)難度；
[0014] (3)降低了各個(gè)模塊的軟件設(shè)計(jì)難度；
[0015] (4)提尚了電能質(zhì)量廣品整機(jī)的穩(wěn)定性；
[0016] (5)便于電能質(zhì)量產(chǎn)品向更寬的濾波范圍推廣。
【附圖說明】
[0017] 圖1是本實(shí)用新型的一實(shí)施例中有源電力濾波器的結(jié)構(gòu)框圖。
[0018] 圖2是本實(shí)用新型的另一實(shí)施例中有源電力濾波器的結(jié)構(gòu)框圖。
[0019] 圖3是本實(shí)用新型實(shí)施例中指定次諧波檢測法的原理框圖。
[0020] 本實(shí)用新型目的的實(shí)現(xiàn)、功能特點(diǎn)及優(yōu)點(diǎn)將結(jié)合實(shí)施例，參照附圖做進(jìn)一步說明。
【具體實(shí)施方式】
[0021] 以下將結(jié)合附圖及具體實(shí)施例詳細(xì)說明本實(shí)用新型的技術(shù)方案，以便更清楚、直 觀地理解本實(shí)用新型的發(fā)明實(shí)質(zhì)。
[0022] 本實(shí)施例提供一種有源濾波器，可用于電力系統(tǒng)或其它電能質(zhì)量產(chǎn)品中，主要用 于濾除多次諧波并進(jìn)行有源補(bǔ)償。
[0023] 本實(shí)施例的有源電力濾波器主要包括：
[0024] 分次檢測模塊10、集中電流環(huán)控制器20、PWM調(diào)制模塊30和逆變器40,該分次檢 測模塊10、集中電流環(huán)控制器20、PWM調(diào)制模塊30和逆變器40采用分體式模塊化設(shè)計(jì)。
[0025] 其中，分次檢測模塊10用于根據(jù)實(shí)際需求設(shè)定模塊中需要設(shè)定濾除的諧波次數(shù) 并進(jìn)行指定次諧波電流檢測。
[0026] 集中電流環(huán)控制器20用于接收諧波電流，并根據(jù)實(shí)際需求進(jìn)行區(qū)段化集中控制， 以消除不同諧波頻率帶來的靜差。
[0027] PWM調(diào)制模塊30用于調(diào)節(jié)諧波電流的脈寬。
[0028] 逆變器40用于將脈沖波形電流轉(zhuǎn)換成需要補(bǔ)償?shù)闹C波電流。
[0029] 在實(shí)際應(yīng)用中，通常會(huì)根據(jù)實(shí)際需求設(shè)定區(qū)段的精細(xì)程度，并在每個(gè)區(qū)間內(nèi)分別 設(shè)置一個(gè)分次檢測模塊10和一個(gè)集中電流環(huán)控制器20,以便于實(shí)時(shí)地將檢測到的諧波電 流送入集中電流環(huán)控制器20中集中處理，有效地保證了濾波的實(shí)時(shí)性和準(zhǔn)確性。
[0030] 另外，PWM調(diào)制模塊30和逆變器40可以由所有區(qū)段的分次檢測模塊10和集中電 流環(huán)控制器20所共享(如圖1所示)，也可以