基于諧振技術(shù)的有源電力濾波器控制策略研究.pdf

1、近年來，電力電子設(shè)備的廣泛應(yīng)用，給公共電網(wǎng)引入了嚴(yán)重的諧波污染和無功損耗。電網(wǎng)中諧波和無功電流的出現(xiàn)，會(huì)危害到公共電網(wǎng)中其他設(shè)備的正常運(yùn)行，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)：Φ诫娋W(wǎng)的安全運(yùn)行。有源電力濾波器(APF)是諧波抑制和無功功率補(bǔ)償領(lǐng)域應(yīng)用最為廣泛的設(shè)備。為了實(shí)現(xiàn)APF對(duì)諧波電流的高性能補(bǔ)償，本文設(shè)計(jì)了基于諧振(PR)控制技術(shù)的APF，以提升補(bǔ)償精度，降低數(shù)字處理器運(yùn)算量。
　　本文首先分析了諧波電流和無功電流分量的檢測方法，比較不同檢測法

2、的優(yōu)劣，選擇基于瞬時(shí)無功功率理論的ip-iq電流檢測法檢測電網(wǎng)諧波和無功電流。搭建傳統(tǒng)雙閉環(huán)有源電力濾波器，該APF只能準(zhǔn)確補(bǔ)償無功電流分量，它對(duì)諧波電流分量的補(bǔ)償效果還需要進(jìn)一步改進(jìn)。其次，提出了使用諧振控制技術(shù)的APF控制策略。采用諧振控制技術(shù)的優(yōu)勢在于PR控制器可以無靜差的跟蹤特定頻率的交流信號(hào)，在APF控制策略中采用PR控制技術(shù)可有效改善其對(duì)諧波電流的補(bǔ)償性能?？紤]到公共電網(wǎng)中允許存在±0.5Hz的基波頻率波動(dòng)，則電網(wǎng)中的n次諧

3、波也將在±0.5n Hz范圍內(nèi)波動(dòng)。為使APF在諧波頻率波動(dòng)較大的情況下仍能維持良好的補(bǔ)償效果，引入了頻率自適應(yīng)PR控制器，以實(shí)現(xiàn)APF對(duì)頻率波動(dòng)的高適應(yīng)性。并主要針對(duì)頻率自適應(yīng)PR控制器在工程應(yīng)用中實(shí)現(xiàn)高性能控制的三大難點(diǎn)問題—參數(shù)整定、相位補(bǔ)償以及控制器離散化，著重進(jìn)行了研究分析，實(shí)現(xiàn)了在工程實(shí)際應(yīng)用中APF的高性能諧波補(bǔ)償。再次，使用諧振式鎖相環(huán)，以準(zhǔn)確獲取電網(wǎng)電壓基波頻率。為了使頻率自適應(yīng)PR控制器發(fā)揮其應(yīng)有性能，必須要準(zhǔn)確獲取

4、作為其輸入量的電網(wǎng)電壓基波頻率，才能實(shí)現(xiàn)對(duì)諧波分量的無靜差補(bǔ)償。在公共電網(wǎng)電壓非理想正弦波形時(shí)，為了準(zhǔn)確提取電網(wǎng)電壓基波分量，構(gòu)建諧振式PLL，通過引入多頻諧振補(bǔ)償器，可將基波分量和負(fù)序、諧波分量分離并分別進(jìn)行無靜差跟蹤，從而準(zhǔn)確獲得公共電網(wǎng)中的基波頻率。最后，搭建以DSP TMS320F28335為控制核心的有源電力濾波器硬件系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，并對(duì)系統(tǒng)軟、硬件進(jìn)行了詳細(xì)的設(shè)計(jì)。在該實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上驗(yàn)證采用PR控制的APF對(duì)無功和諧波電流補(bǔ)償?shù)目?/p>