[发明专利]一种并联型有源电力滤波器直流侧电压低频纹波抑制方法

说明书

本发明公开了一种并联型有源电力滤波器直流侧电压低频纹波抑制方法，属于电力电子控制领域。该方法包括如下步骤：步骤1：在传统并联型有源电力滤波器直流侧并联一个直流侧分裂电容有源功率解耦电路；步骤2：通过控制有源功率解耦电路，将有源电力滤波器直流侧低频波动功率转移至辅助电容，从而实现有源电力滤波器直流侧电压低频纹波抑制。本发明基于有源功率解耦技术，对并联型有源电力滤波器直流侧电压的6倍频、12倍频、18倍频以及24倍频波动进行抑制，在直流侧电压波动小的情况下就可以利用小容值的薄膜电容替代传统电解电容，提高系统的可靠性。此外，省去有源电力滤波器直流侧电压控制环节的低通滤波器，提高系统的相应速度。

技术领域

本发明涉及电力电子控制领域，具体涉及一种并联型有源电力滤波器直流侧电压低频纹波抑制方法。

背景技术

有源电力滤波器兼顾快速谐波补偿和无功补偿功能，是电能质量治理中的重要装置，可以很好地补偿由各种整流器、逆变器等非线性负载引起的谐波，改善电能质量。其中，并联型有源电力滤波器(shunt active power filter，SAPF)在发生故障时很容易与电网断开而不影响其他设备的运行，目前被广泛应用于电力系统中。

三相对称电网中的负载谐波主要包括6k+1(k＝1,2,…(自然数))次正序谐波和6k+5(k＝0,1,…(自然数))次负序谐波，SAPF在对这些谐波进行补偿时会导致其直流侧电压存在6k(k＝1,2,…(自然数))次波动。直流侧电压波动幅值大小极大影响了SAPF输出电流的质量，为了抑制直流侧电压波动，传统的做法是在SAPF直流侧并联一个大容值的电解电容来减缓波动，但是电解电容存在电解液易挥发，寿命短的缺陷，尤其是在波动电压较大的时候，波动电流对电解电容进行反复的充放电，加速电容的老化，需要频繁更换电解电容，影响装置的可靠性，同时，大容值的电解电容极大影响直流侧电压的响应速度。此外，为了避免直流侧波动电压对SAPF输出电流造成影响，需要加入一个截止频率很低的低通滤波器，这又进一步降低了系统的响应速度。

目前，少部分学者通过引入谐振控制器对SAPF直流侧电压进行波动抑制，但是效果甚微，同时还会对SAPF输出电流产生一定的影响。本发明从拓扑结构的角度出发，基于有源功率解耦技术，将SAPF直流侧波动功率转移至辅助电容，从而实现SAPF直流侧电压的波动抑制，SAPF直流侧电压最终只含直流成分和高次谐波成分，这样可以用一个小容值的薄膜电容替代传统的大容值电解电容，增加装置的可靠性；同时在直流侧电压控制环节消除低通滤波器，加快系统的响应速度。

发明内容

本发明的目的就是为了克服现有技术存在的不足，基于有源功率解耦技术，提出一种并联型有源电力滤波器直流侧电压低频纹波抑制方法。具体技术实施方案如下：

一种并联型有源电力滤波器直流侧电压低频纹波抑制方法，包括步骤：

步骤1：在传统并联型有源电力滤波器直流侧并联一个直流侧分裂电容有源功率解耦电路；

步骤2：通过控制直流侧分裂电容有源功率解耦电路，将有源电力滤波器直流侧6倍频、12倍频、18倍频和24倍频波动功率转移至辅助电容，从而实现有源电力滤波器直流侧电压低频纹波抑制。

进一步的，所述步骤1中并联直流侧分裂电容有源功率解耦电路的具体方法为：

在传统并联型有源电力滤波器直流侧增加两个全控型开关器件T1和T2、一个解耦电感L_r和两个薄膜电容C_d1和C_d2；所述T1和T2串联以后两端分别接在直流母线正负极上，辅助电容C_d1和C_d2串联以后两端分别接在直流母线正负极上，解耦电感L_r的一端连接在T1和T2的中点，另一端连接在的C_d1和C_d2中点构成直流侧分裂电容有源功率解耦电路。

进一步的，所述步骤2中直流侧分裂电容有源功率解耦电路的控制方法为：