基于諧振技術的有源電力濾波器控制策略研究.pdf

1、近年來，電力電子設備的廣泛應用，給公共電網引入了嚴重的諧波污染和無功損耗。電網中諧波和無功電流的出現，會危害到公共電網中其他設備的正常運行，嚴重時甚至會危害到電網的安全運行。有源電力濾波器(APF)是諧波抑制和無功功率補償領域應用最為廣泛的設備。為了實現APF對諧波電流的高性能補償，本文設計了基于諧振(PR)控制技術的APF，以提升補償精度，降低數字處理器運算量。
　　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，選擇基于瞬時無功功率理論的ip-iq電流檢測法檢測電網諧波和無功電流。搭建傳統(tǒng)雙閉環(huán)有源電力濾波器，該APF只能準確補償無功電流分量，它對諧波電流分量的補償效果還需要進一步改進。其次，提出了使用諧振控制技術的APF控制策略。采用諧振控制技術的優(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，在APF控制策略中采用PR控制技術可有效改善其對諧波電流的補償性能?？紤]到公共電網中允許存在±0.5Hz的基波頻率波動，則電網中的n次諧

3、波也將在±0.5n Hz范圍內波動。為使APF在諧波頻率波動較大的情況下仍能維持良好的補償效果，引入了頻率自適應PR控制器，以實現APF對頻率波動的高適應性。并主要針對頻率自適應PR控制器在工程應用中實現高性能控制的三大難點問題—參數整定、相位補償以及控制器離散化，著重進行了研究分析，實現了在工程實際應用中APF的高性能諧波補償。再次，使用諧振式鎖相環(huán)，以準確獲取電網電壓基波頻率。為了使頻率自適應PR控制器發(fā)揮其應有性能，必須要準確獲取

4、作為其輸入量的電網電壓基波頻率，才能實現對諧波分量的無靜差補償。在公共電網電壓非理想正弦波形時，為了準確提取電網電壓基波分量，構建諧振式PLL，通過引入多頻諧振補償器，可將基波分量和負序、諧波分量分離并分別進行無靜差跟蹤，從而準確獲得公共電網中的基波頻率。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)實驗平臺，并對系統(tǒng)軟、硬件進行了詳細的設計。在該實驗平臺上驗證采用PR控制的APF對無功和諧波電流補償的可