滤波器、滤波器的电抗值调整方法及电网与流程

本发明涉及电网滤波，尤其涉及一种滤波器和滤波器的电抗值调整方法及电网。

背景技术：

1、随着在电网中大量引入分布式电源和带变流器的电力电子设备，电网中会产生严重的谐波污染，导致各种电能质量问题出现，影响其他设备的正常运行，对电力系统的可靠性和安全运行构成重大威胁。

2、滤波器被广泛用于电力系统中进行谐波滤除，具有有良好的滤波优势。现有的滤波器运行过程中，由于受环境温度的变化、自身发热和老化等因素的影响，电感和电容等元件的值均会发生一定的变化；且不能根据电网的谐波环境对自身参数进行追踪调节，从而使滤波器的实际谐振频率偏离原设定值，导致滤波器失谐，从而影响滤波器的滤波效果。

技术实现思路

1、本发明提供了一种滤波器和滤波器的电抗值调整方法及电网，以解决电网中谐波频繁变化以及滤波器老化导致的滤波器失谐，从而影响滤波器滤波效果的问题。

2、根据本发明的第一方面，提供了

3、采集模块、分析模块、信号控制模块和电抗器；

4、所述采集模块与电网连接，所述采集模块用于采集所述电网中的谐波信号；

5、所述分析模块与所述采集模块和所述电抗器的初级侧连接，所述分析模块用于对所述谐波信号和参考信号进行分析，形成分析信号；

6、所述信号控制模块与所述分析模块和所述电抗器的初级侧连接，所述电抗器的次级侧与所述电网连接，所述信号控制模块用于根据所述分析信号形成控制信号，以调整所述电抗器的初级侧的电流。

7、可选地，所述分析模块包括第一分析单元、第二分析单元和比较单元；所述第一分析单元与所述采集模块连接，所述第二分析模块与所述电抗器的初级侧连接，所述比较单元与所述第一分析单元和第二分析单元连接；

8、所述第一分析单元用于对所述谐波信号进行分析形成第一相角差，所述第二分析单元用于对所述参考信号进行分析形成第二相角差，所述比较单元用于根据所述第一相角差和所述第二相角差的差值生成所述分析信号。

9、可选地，所述信号控制模块包括pi控制单元和驱动单元，所述pi控制单元与所述分析模块连接，所述pi控制单元用于根据所述分析信号输出pwm信号；

10、所述驱动单元与所述pi控制单元连接，所述驱动单元用于根据所述pwm信号输出所述控制信号。

11、可选地，所述pi控制单元包括pi控制器和数模转换器，所述pi控制器与所述分析模块连接，用于将所述分析信号转换成数字量信号，所述数模转换器与所述pi控制器连接，所述数模转换器用于将所述数字量信号转换成所述pwm信号。

12、可选地，所述驱动单元包括逆变器，所述逆变器输入端与所述pi控制单元连接，所述逆变器输出端与所述电抗器相连，所述逆变器用于根据所述pwm信号输出所述控制信号。

13、根据本发明的第二方面，提供了一种滤波器的电抗值调整方法，所述滤波器包括电抗器，所述电抗器的次级侧与电网连接，包括：

14、获取电网的谐波信号；

15、对所述谐波信号进行和参考信号分析，形成分析信号；

16、根据所述分析信号形成控制信号；

17、调整所述电抗器初级侧滤波器的电流。

18、可选地，所述对所述谐波信号和参考信号进行分析，形成分析信号，包括：

19、通过快速傅里叶变换算法对所述谐波信号和参考信号进行频谱分析；

20、确定所述谐波信号的第一相角差，确定所述参考信号的第二相角差，根据所述第一相角差和所述第二相角差的差值形成所述分析信号。

21、可选地，所述根据所述分析信号输出控制信号，包括：

22、根据所述第一相角差和所述第二相角差的差值形成的所述分析信号形成pwm信号；

23、根据pwm信号输出控制信号。

24、可选地，根据所述第一相角差和所述第二相角差的差值形成的所述分析信号形成pwm信号，包括：

25、当所述第一相角差和所述第二相角差的差值大于零时，增加pwm信号的占空比；

26、当所述第一相角差和所述第二相角差的差值等于零时，保持pwm信号的占空比不变；

27、当所述第一相角差和所述第二相角差的差值小于零时，降低pwm信号的占空比。

28、根据本发明的第三方面，提供了一种电网，采用本发明第一方面所述的滤波器消除电网中的谐波。

29、本发明实施例提供的滤波器通过采集模块获取电网中的谐波信号，通过分析模块确定谐波信号的相角差，并形成分析信号。信号控制模块根据分析信号生成控制信号并传输至电抗器。控制信号能够跟随电网中的谐波信号变化而变化，从而使电抗器能够通过控制信号调整自身的电抗值，使得滤波器具有较宽的调节范围和响应速度，可以快速灵活地适应电力系统负荷变化和故障情况，能够使滤波器和电网中的谐波信号相匹配从而始终谐振于实际频率上，避免失谐问题的发生，提升滤波器对谐波的抑制效果。

30、应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本发明的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本发明的范围。本发明的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。

技术特征：

1.一种滤波器，其特征在于，包括：采集模块、分析模块、信号控制模块和电抗器；

2.根据权利要求1所述的滤波器，其特征在于，所述分析模块包括第一分析单元、第二分析单元和比较单元；所述第一分析单元与所述采集模块连接，所述第二分析模块与所述电抗器的初级侧连接，所述比较单元与所述第一分析单元和第二分析单元连接；

3.根据权利要求1所述的滤波器，其特征在于，所述信号控制模块包括pi控制单元和驱动单元，所述pi控制单元与所述分析模块连接，所述pi控制单元用于根据所述分析信号输出pwm信号；

4.根据权利要求3所述的滤波器，其特征在于，所述pi控制单元包括pi控制器和数模转换器，所述pi控制器与所述分析模块连接，用于将所述分析信号转换成数字量信号，所述数模转换器与所述pi控制器连接，所述数模转换器用于将所述数字量信号转换成所述pwm信号。

5.根据权利要求3所述的滤波器，其特征在于，所述驱动单元包括逆变器，所述逆变器输入端与所述pi控制单元连接，所述逆变器输出端与所述电抗器相连，所述逆变器用于根据所述pwm信号输出所述控制信号。

6.一种滤波器的电抗值调整方法，其特征在于，所述滤波器包括电抗器，所述电抗器的次级侧与电网连接，包括：

7.根据权利要求6所述的滤波器的电抗值调整方法，其特征在于，所述对所述谐波信号和参考信号进行分析，形成分析信号，包括：

8.根据权利要求7所述的滤波器的电抗值调整方法，其特征在于，所述根据所述分析信号输出控制信号，包括：

9.根据权利要求8所述的滤波器的电抗值调整方法，其特征在于，所述根据所述第一相角差和所述第二相角差的差值形成的所述分析信号形成pwm信号，包括：

10.一种电网，其特征在于，根据权利要求1-4任一所述的滤波器消除电网中的谐波。

技术总结本发明公开了一种滤波器，包括：采集模块、分析模块、信号控制模块和电抗器；采集模块与电网连接，采集模块用于采集电网中的谐波信号；分析模块与采集模块和电抗器的初级侧连接，分析模块用于对谐波信号和参考信号进行分析，形成分析信号；信号控制模块与分析模块和电抗器的初级侧连接，电抗器的次级侧与电网连接，信号控制模块用于根据分析信号形成控制信号，以调整电抗器的初级侧的电流。本实施例提供的技术方案能够调节滤波器的电抗值，使得滤波器具有较宽的调节范围和响应速度，可以快速灵活地适应电力系统负荷变化和故障情况，能够使滤波器始终谐振于实际频率上，避免失谐问题的发生，提升滤波器对谐波的抑制效果。技术研发人员：汪进锋,曹甜甜,刘柱,郭国伟,叶征洋,禤凌峰,何飞武,黄嘉盛,冼鹏飞,曹汝芬受保护的技术使用者：广东电网有限责任公司技术研发日：技术公布日：2024/7/29