[实用新型]一种中压储能并联有源电力滤波器电路

说明书

本实用新型涉及一种中压储能并联有源电力滤波器电路，包括：变压单元、滤波单元、H桥单元和储能单元；所述变压单元的低压侧与滤波单元相连，高压侧直接与交流电网直接相连；滤波单元的两端分别连接变压单元与H桥单元；H桥单元则直接连接储能单元。本实用新型通过变压单元，提升了APF工作电压，使APF应用于高电压场合；通过晶闸管控制LC型滤波单元平衡有功、无功，扩大补偿范围，降低开关损耗，提升工作效率并降低开关噪声；通过H桥模块各IGBT的投切配合，拟合出所需补偿入电网的电流信号，实现有源滤波；通过储能单元治理公共点处的谐波、无功及不平衡电流，平抑功率波动。

技术领域

本实用新型涉及电力谐波滤波及储能技术领域，尤其涉及有源电力滤波器(Active Power Filter,APF)技术领域，是一种中压储能并联有源电力滤波器电路。

背景技术

随着全球化石能源的枯竭，为了实现可持续发展，调整当前能源结构，以太阳能、风能为代表的清洁、可再生能源替代传统化石能源己逐渐成为全世界的共识。以光伏、风电等新能源为代表的分布式发电技术广泛发展。尽管分布式发电优点突出，其本身仍然有一些弊端，微电网中含有大量的电力电子装置，严重恶化了系统的电能质量，当微电网并网运行时必须对公共连接点处电能质量进行治理。传统的APF存在设备的利用率低，投资成本高的问题。

同时，随着现代社会发展与科技发展对电能需求的日益增长与电力系统的不断升级，电网系统中各种电力电子装置的电压等级以及功率等级也都面临着升压增容的要求。在不同电压等级与不同容量等级的配电网应用场合中，APF的电压等级与功率等级也要随之改变。

随着电网电压等级的升高，对于串联型APF来说，其所需要补偿的谐波电压过大，或者需要补偿的电压波动过大，超出了APF的补偿能力以及其中电力电子器件所能承受的最大电压，原有APF将无法满足电压等级的要求。由此可见，应用于高电压、大容量，补偿性能优良的APF已成为当前电力谐波治理的大势所趋。

本实用新型在充分分析现有APF电路的技术特点的基础上，针对APF不能在高压、大容量场合使用，滤波效果差，设备利用率低，投资成本高的实际情况，提出一种中压储能并联有源电力滤波器电路，进而使APF应用于中高压，大容量场合,并提高了APF设备利用率。

发明内容

本实用新型所解决的技术问题是：鉴于现有技术存在的缺陷，结合变压器及储能单元的优点，为实现APF应用于高电压、大容量场合，并保证其补偿效果和灵活性，进而提高APF设备利用率，降低成本，提出一种中压储能并联有源电力滤波器电路。

本实用新型解决问题的技术方案是：一种中压储能并联有源电力滤波器电路，其特征是，包括：变压单元、滤波单元、H桥单元和储能单元；所述变压单元的低压侧与滤波单元相连，高压侧直接与交流电网直接相连；滤波单元的两端分别连接变压单元与H桥单元；H桥单元则直接连接储能单元。

进一步，所述的变压单元由三个单相变压器构成，三个单相变压器的低压侧通过滤波单元分别连接到所述H桥单元中的对应一个，并且三个单相变压器的高压侧均连接到电网的母线，其中，所述电路中三个单相变压器的高压侧采用角型连接，三个单相变压器的低压侧采用星型连接。

进一步，所述的滤波单元由2个电感、1个电容和2个晶闸管构成，两个晶闸管反并联后与电感L串联构成并联支路1，并联支路2为滤波电容，所述支路1、2并联后与耦合电感串联组成滤波单元。

进一步，所述的H桥单元由IGBT组成的桥式电路构成，其包括4个IGBT，4个二极管和1个电容器；4个IGBT分成两组，每组为两个IGBT并联，两组IGBT串联后与稳压电容C并联，且每个IGBT均与一个续流二极管并联构成H桥单元。

进一步，所述的储能单元由2个IGBT，1个滤波电感，1个稳压电容和锂电池组构成，储能电池并联于稳压电容两端，稳压电容与滤波电感串联后并联于1个IGBT两端后于另一个IGBT串联组成储能单元，所述的储能单元并联于H桥单元的直流侧。