Lcl濾波器靜止無功發生器的制造方法
【專利摘要】LCL濾波器靜止無功發生器，涉及一種LCL濾波器無功濾波補償裝置。為了解決LCL濾波器補償裝置需要較大的電感值才能達到較好的濾波效果的問題。本實用新型所述的信號檢測單元的三個電流信號輸入端分別與三相交流電源的輸出端相連；信號檢測單元的輸出端與控制單元輸入端相連；控制單元的驅動信號輸出端與驅動單元的驅動信號輸入端相連；驅動單元的逆變信號輸出端與逆變電路單元的逆變信號輸入端相連；逆變電路單元的濾波信號輸出端與LCL濾波器的濾波信號輸入端相連；LCL濾波器的三個電流信號輸出端分別與三相交流電源的三個電流信號輸出端相連。有益效果為耗能少，成本低、動態性能好、穩定性高。適用于對電網電路的無功補償。
【專利說明】
LGL濾波霜靜止無功發生霜
技術領域
[0001 ]本實用新型設及一種LCL濾波器無功濾波補償裝置。
【背景技術】
[0002] 隨著電力電子器件的廣泛應用，帶來了嚴重的諧波和無功污染問題，因此應對電 能質量進行控制，無功補償、諧波抑制、功率因數校正等電能質量控制技術也在迅猛發展， 21世紀綠色供電勢在必行。
[0003] 隨著用電負荷的提升，無功補償裝置的容量也隨之提升，為了減小功率器件的開 關損耗，保護功率開關器件，通常會采用LCL濾波器，則需要較大的電感值才能達到較為理 想的濾波效果，從而導致網側電流變化率下降、系統動態性能降低、電抗器體積過大W及導 致成本過高等問題，限制了無功補償裝置的發展。 【實用新型內容】
[0004] 本實用新型的目的是為了解決LCL濾波器補償裝置需要較大的電感值才能達到較 好的濾波效果的問題，提出一種LCL濾波器靜止無功發生器。
[0005] 本實用新型所述的LCL濾波器靜止無功發生器，它包括信號檢測單元、控制單元、 驅動單元和逆變電路單元；
[0006] 信號檢測單元的=個電流信號輸入端分別與=相交流電源的=個電流信號輸出 端相連;信號檢測單元的控制信號輸出端與控制單元的控制信號輸入端相連;控制單元的 驅動信號輸出端與驅動單元的驅動信號輸入端相連;驅動單元的逆變信號輸出端與逆變電 路單元的逆變信號輸入端相連;逆變電路單元的濾波信號輸出端與LCL濾波器的濾波信號 輸入端相連;IXL濾波器的S個電流信號輸出端分別與S相交流電源的S個電流信號輸出 端相連。
[0007] 本實用新型通過信號檢測單元完成對=相交流電源負載的阻感不平衡負載的電 流采樣，并且，信號檢測單元將電流采樣結果轉化為控制信號后發送給控制單元，控制單元 根據控制信號向驅動單元發出驅動信號，驅動單元根據驅動信號發送逆變信號到逆變電路 單元，逆變電路單元根據接收的逆變信號發送濾波信號到LCL濾波器，IXL濾波器根據接收 到的濾波信號完成對電路的濾波補償。
[000引本實用新型的有益效果為:該LCL濾波器靜止無功發生器耗能低，W較小的總電感 量即可實現濾波效果，并且，該LCL濾波器靜止無功發生器具有成本低、動態性能高、穩定性 高的優點；同時，變電路單元具有過壓保護和過流保護的功能。
[0009] 適用于對電網電路的無功補償。
【附圖說明】
[0010] 圖1為【具體實施方式】一所述的LCL濾波器靜止無功發生器的原理示意圖；
[0011] 圖2為【具體實施方式】二中的信號檢測單元的原理示意圖。
【具體實施方式】
【具體實施方式】 [0012] 一:結合圖1說明本實施方式，本實施方式所述的LCL濾波器靜止無 功發生器，它包括信號檢測單元1、控制單元2、驅動單元3和逆變電路單元4;
[0013] 信號檢測單元1的=個電流信號輸入端分別與=相交流電源6的=個電流信號輸 出端相連，信號檢測單元1用于對電路的電流采樣和電壓采樣;信號檢測單元1的控制信號 輸出端與控制單元2的控制信號輸入端相連;信號檢測單元1還用于將采樣的電流信號和電 壓信號轉換為控制信號；控制單元2的驅動信號輸出端與驅動單元3的驅動信號輸入端相 連;控制單元2用于將控制信號能換為驅動信號;驅動單元3的逆變信號輸出端與逆變電路 單元4的逆變信號輸入端相連;驅動單元3用于將驅動信號轉換為逆變信號;逆變電路單元4 的濾波信號輸出端與LCL濾波器5的濾波信號輸入端相連;逆變電路單元4用于將逆變信號 轉換為濾波信號;IXL濾波器5的S個電流信號輸出端分別與S相交流電源6的S個電流信 號輸出端相連，IXL濾波器5用于完成對電路的濾波補償。
【具體實施方式】 [0014] 二:結合圖2說明本實施方式，本實施方式是對一所述 的LCL濾波器靜止無功發生器進一步限定，在本實施方式中，信號檢測單元1包括鎖相環1- UClark變換器1-2、化rk變換器1-3、一號低通濾波器1-4、二號低通濾波器1-5、一號矩陣變 換器1-6、二號矩陣變換器1-7、一號減法器1-8、二號減法器1-9、=號減法器1-10和信號變 換器1-11;
[0015] S相交流電源6的S個電流輸出端分別與Clark變換器1-2的S個電流信號輸入端 相連；同時，=相交流電源6的=個電流輸出端分別與一號減法器1-8、二號減法器1-9和= 號減法器1 -10的電流信號輸入端相連；
[0016] Clark變換器1-2的電壓信號輸出端與鎖相環1-1的電壓信號輸入端相連;Clark變 換器1-2的兩個Clark變換電流信號輸出端分別與化rk變換器1-3的兩個Clark變換電流信 號輸入端相連；
[0017] 鎖相環1-1的兩個輸出端分別為正弦信號輸出端和余弦信號輸出端，鎖相環1-1的 正弦信號輸出端同時與化rk變換器1-3和一號矩陣變換器1-6的正弦信號輸入端相連，鎖相 環1-1的余弦信號輸出端同時與化rk變換器1-3和一號矩陣變換器1-6的余弦信號輸入端 相連；
[0018] 化rk變換器1-3的兩個化rk變換電流輸出端分別與一號低通濾波器1-4和二號低 通濾波器1-5的化rk變換電流輸入端相連；
[0019] -號低通濾波器1-4的低通濾波信號輸出端與一號矩陣變換器1-6的一號低通濾 波信號輸入端相連;二號低通濾波器1-5的低通濾波信號輸出端與一號矩陣變換器1-6的二 號低通濾波信號輸入端相連；
[0020] -號矩陣變換器1-6的兩個矩陣變換輸出端分別與二號矩陣變換器1-7的兩個矩 陣變換輸入端相連；
[0021] 二號矩陣變換器1-7的S個矩陣變換輸出端分別與一號減法器1-8、二號減法器1- 9和=號減法器1-10的矩陣變換輸入端相連；
[0022] -號減法器1-8的補償信號輸出端與信號變換器1-11的一號補償信號輸入端相 連，二號減法器1-9的補償信號輸出端與信號變換器1-11的二號補償信號輸入端相連，立號 減法器1-10的補償信號輸出端與信號變換器1-11的=號補償信號輸入端相連；
[0023] 信號變換器1-11的輸出端為信號檢測單元1的控制信號輸出端。
[0024] 在本實施方式中，采用ip-iq檢測法，通過鎖相環1-1產生與=相交流電源6傳輸到 阻感不平衡負載的電壓相位相同的正弦信號和余弦信號;所述正弦信號和余弦信號分別為 sin Wt和COS Wt;
[0025] ;相交流電源6輸出的；相交流信號分別為ia、ib和i。；
[00%] S相交流電源6輸出的S相交流信號經過Clark變換器1-2的Clark變換，得到靜止 坐標系(X~0)下的電流信號ix和ie;
[0027]
[002引其中，C32為Clark變換器1-2的Clark變換常數，并衛
[00巧]對i Y巧i R講斤化rk變換得到有功和無功電流分量ip和iq;
[0030]
[0031] 其中，C為化rk變換器1-3的化rk變換系數，并且
[0032] 到有功和無功電流分量ip和iq分別經過一號低通濾波器1-4和二號低通濾波器1-5 進行濾波，得到有功和無功電流濾波分量5和
[0033] 斷開通道，對^進行兩次矩陣變換得到基波有功分量iaf、ibf、icf;
[0034；
[0035] 其中，C23為二號矩陣變換器1-7的變換矩陣系數，Cl為一號矩陣變換器1-6變換矩 陣系數，并且
[0036] 通過一號減法器1-8、二號減法器1-9和=號減法器1-10得到所需補償的指令電流 f曰虧 iah、ibh、ich ;
[0037]
[0038] 由于ip-iq檢測法只需知道=相交流電源6輸出的=相交流信號的瞬時值，不需要 知道電網電壓的幅值，因此不受電網電壓信號崎變或不對稱的影響，保證了采樣結果的準 確性。
【具體實施方式】 [0039] 本實施方式是對一所述的本實施方式是對具體實 施方式一所述的LCL濾波器靜止無功發生器進一步限定，在本實施方式中，控制單元2采用 型號為TMS320F2812的數字信號處理器。
[0040] TMS320F2812忍片具有高性價比、多功能、高性能等優點，目前在控制領域是最有 影響力的處理器之一。數字信號處理器的主頻最高150M化，運算精度達到32位，響應速度 快，精度高并且具有PWM脈沖輸出功能，使系統實時檢測處理的要求得到了滿足。該忍片的 內部存儲器包括了 128kBX 16位Flash存儲器、128kBX 16位的ROMW及IkBX 16位的OTP ROM 等，使應用的靈活性大大的提高。2X8通道的高性能12位ADC最快轉換時間80ns，且具有兩 個采樣保持電路，可進行雙通道同步采樣。
【具體實施方式】 [0041] 四：本實施方式是對一所述的本實施方式是對具體實 施方式一所述的LCL濾波器靜止無功發生器進一步限定，在本實施方式中，驅動單元3采用 型號為IR2110的驅動器。
[0042] IR2110驅動器能增強系統的抗干擾能力。
[0043] 【具體實施方式】五:本實施方式是對【具體實施方式】一所述的本實施方式是對具體實 施方式一所述的LCL濾波器靜止無功發生器進一步限定，在本實施方式中，逆變電路單元4 為=相全橋逆變器。
【主權項】
1. LCL濾波器靜止無功發生器，其特征在于，它包括信號檢測單元（1)、控制單元(2)、驅 動單元(3)和逆變電路單元(4); 信號檢測單元（1)的三個電流信號輸入端分別與三相交流電源(6)的三個電流信號輸 出端相連;信號檢測單元（1)的控制信號輸出端與控制單元(2)的控制信號輸入端相連;控 制單元(2)的驅動信號輸出端與驅動單元(3)的驅動信號輸入端相連;驅動單元(3)的逆變 信號輸出端與逆變電路單元(4)的逆變信號輸入端相連;逆變電路單元(4)的濾波信號輸出 端與LCL濾波器(5)的濾波信號輸入端相連;LCL濾波器(5)的三個電流信號輸出端分別與三 相交流電源(6)的三個電流信號輸出端相連。2. 根據權利要求1所述的LCL濾波器靜止無功發生器，其特征在于，信號檢測單元（1)包 括鎖相環(1-1)、Clark變換器(1-2)、Park變換器(1-3)、一號低通濾波器(1-4)、二號低通濾 波器（1-5)、一號矩陣變換器（1-6)、二號矩陣變換器（1-7)、一號減法器（1-8)、二號減法器 (1-9)、三號減法器(1-10)和信號變換器(1-11); 三相交流電源(6)的三個電流輸出端分別與Clark變換器（1 -2)的三個電流信號輸入端 相連；同時，三相交流電源(6)的三個電流輸出端分別與一號減法器（1 -8 )、二號減法器（1 - 9)和三號減法器(1-10)的電流信號輸入端相連； Clark變換器（1-2)的電壓信號輸出端與鎖相環（1-1)的電壓信號輸入端相連;Clark變 換器（1-2)的兩個Clark變換電流信號輸出端分別與Park變換器（1-3)的兩個Clark變換電 流信號輸入端相連； 鎖相環（1-1)的兩個輸出端分別為正弦信號輸出端和余弦信號輸出端，鎖相環（1-1)的 正弦信號輸出端同時與Park變換器(1-3)和一號矩陣變換器(1-6)的正弦信號輸入端相連， 鎖相環（1-1)的余弦信號輸出端同時與Park變換器(1-3)和一號矩陣變換器（1-6)的余弦信 號輸入端相連； Park變換器（1-3)的兩個Park變換電流輸出端分別與一號低通濾波器（1-4)和二號低 通濾波器(1-5)的Park變換電流輸入端相連； 一號低通濾波器（1-4)的低通濾波信號輸出端與一號矩陣變換器（1-6)的一號低通濾 波信號輸入端相連;二號低通濾波器(1-5)的低通濾波信號輸出端與一號矩陣變換器（1-6) 的二號低通濾波信號輸入端相連； 一號矩陣變換器（1-6)的兩個矩陣變換輸出端分別與二號矩陣變換器（1-7)的兩個矩 陣變換輸入端相連； 二號矩陣變換器（1-7)的三個矩陣變換輸出端分別與一號減法器（1-8)、二號減法器 (1-9)和三號減法器(1-10)的矩陣變換輸入端相連； 一號減法器（1-8)的補償信號輸出端與信號變換器（1-11)的一號補償信號輸入端相 連，二號減法器（1-9)的補償信號輸出端與信號變換器(1-11)的二號補償信號輸入端相連， 三號減法器(1-10)的補償信號輸出端與信號變換器(1-11)的三號補償信號輸入端相連； 信號變換器(1-11)的輸出端為信號檢測單元(1)的控制信號輸出端。3. 根據權利要求1所述的LCL濾波器靜止無功發生器，其特征在于，控制單元(2)采用型 號為TMS320F2812的數字信號處理器。4. 根據權利要求1所述的LCL濾波器靜止無功發生器，其特征在于，驅動單元(3)采用型 號為IR2110的驅動器。5.根據權利要求1所述的LCL濾波器靜止無功發生器，其特征在于，逆變電路單元(4)為 三相全橋逆變器。
【文檔編號】H02J3/18GK205583700SQ201620296948
【公開日】2016年9月14日
【申請日】2016年4月11日
【發明人】劉海波, 張曉海, 趙忠穎, 趙廣濤, 馮萬里, 高晗瓔
【申請人】國網黑龍江省電力有限公司雙鴨山供電公司, 哈爾濱理工大學, 國家電網公司