一种双向有源滤波器及其使用方法与流程

技术特征：
1.一种双向有源滤波器，其特征在于，包括低通滤波模块、双向ac/dc模块、母线电容、有源滤波模块和双向dc/dc模块；所述有源滤波模块包括第一电容、第一电感、第一开关管和第二开关管；所述低通滤波模块的输出端与所述双向ac/dc模块的输入端相连，所述双向ac/dc模块的正输出端同时与所述母线电容的一端、所述第一开关管的漏极和所述双向dc/dc模块的正输入端相连；所述双向ac/dc模块的负输出端同时与所述母线电容的另一端、所述第二开关管的源极、所述第一电容的一端和所述双向dc/dc模块的负输入端相连；所述第一开关管的源极分别与所述第一电感的一端和所述第二开关管的漏极相连，所述第一电感的另一端与所述第一电容的另一端相连；所述低通滤波模块用于连接电网电源或电网负载，所述双向dc/dc模块的输出端分别用于连接储能电池。2.根据权利要求1所述的一种双向有源滤波器，其特征在于，所述低通滤波模块包括第二电感和第二电容；所述第二电容的一端与所述第二电感的一端相连，且另一端与所述双向ac/dc模块的负输入端相连；所述第二电感的另一端与所述双向ac/dc模块的正输入端相连。3.根据权利要求1所述的一种双向有源滤波器，其特征在于，所述双向ac/dc模块包括第三开关管、第四开关管、第五开关管和第六开关管；所述低通滤波模块的正输出端同时与所述第三开关管的源极和所述第四开关管的漏极相连，所述第三开关管的漏极同时与所述第五开关管的漏极、所述母线电容的一端、所述第一开关管的漏极和所述双向dc/dc模块的正输入端相连；所述低通滤波模块的负输出端同时与所述第五开关管的源极和所述第六开关管的漏极相连，所述第六开关管的源极同时与所述第四开关管的源极、所述母线电容的另一端、所述第二开关管的源极、所述第一电容的一端和所述双向dc/dc模块的负输入端相连。4.根据权利要求1所述的一种双向有源滤波器，其特征在于，所述双向dc/dc模块包括第七开关管、第八开关管和第三电感；所述第七开关管漏极同时与所述双向ac/dc模块的正输出端、所述母线电容的一端和所述第一开关管的漏极相连；所述第七开关管的源极同时与所述第八开关管的漏极和所述第三电感的一端相连；所述第八开关管的源极同时与所述双向ac/dc模块的负输出端、所述母线电容的另一端、所述第二开关管的源极和所述第一电容的一端相连；所述第三电感的另一端和所述第八开关管的源极用于连接储能电池。5.一种双向有源滤波器的使用方法，应用于权利要求1至4任一所述的一种双向有源滤波器，其特征在于，包括步骤：s1、若工作模式为整流模式，则在低通滤波模块上接入电网电源，依靠所述电网电源给储能电池供电；若工作模式为逆变模式，则在所述低通滤波模块上接入电网负载，依靠所述储能电池给所述电网负载供电；
s2、通过控制第一电容的电容电压和母线电容的电容电压在最大值和最小值之间变化，以抑制直流侧二次脉动。6.根据权利要求5所述的一种双向有源滤波器的使用方法，其特征在于，所述步骤s2具体为：在输入瞬时功率高于输出瞬时功率时，控制所述第一电容的电容电压和所述母线电容的电容电压从最小值变为最大值，以吸收所述输入瞬时功率与所述输出瞬时功率之差；在所述输入瞬时功率低于所述输出瞬时功率时，控制所述第一电容的电容电压和所述母线电容的电容电压从最大值变为最小值，以补偿所述输入瞬时功率与所述输出瞬时功率之差。7.根据权利要求5所述的一种双向有源滤波器的使用方法，其特征在于，所述控制第一电容的电容电压和母线电容的电容电压在最大值和最小值之间变化具体为：通过改变第一开关管和第二开关管的开关状态，使得第一电感的电感电流变化；所述改变第一开关管和第二开关管的开关状态包括：在第一预设时间段内，控制所述第一开关管导通，所述第二开关管截止，使得所述第一电感的电感电压等于所述母线电容的母线电压减去所述第一电容的电容电压的差值，第一电感吸收能量，所述第一电感的电感电流大于零且线性增加；在第二预设时间段内，控制所述第一开关管截止，所述第二开关管导通，使得所述第一电感的电感电压的大小等于负的所述第一电容的电容电压的大小，所述第一电感释放能量，所述第一电感的电感电流大于零且线性减小；在第三预设时间段内，控制所述第一开关管截止，所述第二开关管导通，使得所述第一电感的电感电压的大小等于负的所述第一电容的电容电压的大小，所述第一电感吸收能量，所述第一电感的电感电流小于零且线性增加；在第四预设时间段内，控制所述第一开关管导通，所述第二开关管截止，使得所述第一电感的电感电压等于所述母线电容的母线电压减去所述第一电容的电容电压的差值，所述第一电感释放能量，所述第一电感的电感电流小于零且线性减少。

技术总结
本发明公开了一种双向有源滤波器及其使用方法，包括低通滤波模块、双向AC/DC模块、母线电容、有源滤波模块和双向DC/DC模块，有源滤波模块包括第一电容、第一电感、第一开关管和第二开关管；低通滤波模块的输出端与双向AC/DC模块的输入端相连，双向AC/DC模块的正输出端同时与母线电容的一端、第一开关管的漏极和双向DC/DC模块的正输入端相连；双向AC/DC模块的负输出端同时与母线电容的另一端、第二开关管的源极、第一电容的一端和双向DC/DC模块的负输入端相连；第一开关管的源极分别与第一电感的一端和第二开关管的漏极相连，第一电感的另一端与第一电容的另一端相连。本发明实现无电解电容，具有双向使用的同时提升有源滤波器的稳定性与寿命，降低设备成本。降低设备成本。降低设备成本。


技术研发人员：叶巧芳 黄惠聪 王瑞军 肖芳屿
受保护的技术使用者：国网福建省电力有限公司 国网福建省电力有限公司三明供电公司
技术研发日：2022.10.08
技术公布日：2023/1/31