低壓配電網(wǎng)有源電力濾波器諧波檢測(cè)與控制策略研究.pdf

1、隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展,越來(lái)越多具有功率因數(shù)低、非線(xiàn)性、非對(duì)稱(chēng)性或沖擊性等特點(diǎn)的工業(yè)、生活用電設(shè)備接入低壓配電網(wǎng)中,這些負(fù)荷使得配電網(wǎng)的動(dòng)態(tài)電能質(zhì)量日益下降。因此,對(duì)配電網(wǎng)的電能質(zhì)量進(jìn)行有效控制,進(jìn)行合理的無(wú)功補(bǔ)償和諧波抑制勢(shì)在必行。有源電力濾波器(Active Power Filter,APF)能夠完成諧波污染治理、無(wú)功功率補(bǔ)償、平衡三相電流的綜合補(bǔ)償效果,是目前改善低壓配電網(wǎng)電能質(zhì)量的有效手段。然而APF在國(guó)內(nèi)低壓配電網(wǎng)的應(yīng)用尚未達(dá)

2、到成熟階段,有很多技術(shù)問(wèn)題有待解決。為此,論文對(duì)低壓配電網(wǎng)并聯(lián)型APF在諧波檢測(cè)與控制策略等方面進(jìn)行了細(xì)致深入的研究。
　　文中探討了有源電力濾波器、電源及非線(xiàn)性負(fù)載之間的能量交換機(jī)理及傳統(tǒng)的瞬時(shí)無(wú)功功率檢測(cè)方法存在的缺陷,提出了一種基于同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)變換的自適應(yīng)變步長(zhǎng)線(xiàn)性神經(jīng)元(adaptive linear neuron,ADALINE)結(jié)構(gòu)的畸變電流檢測(cè)新方法,并在電網(wǎng)電壓平衡及不平衡系統(tǒng)中設(shè)計(jì)了諧波檢測(cè)方案。仿真和實(shí)驗(yàn)結(jié)果表

3、明算法可根據(jù)不同需要,實(shí)時(shí)準(zhǔn)確地分離基波正序(負(fù)序)電流或基波正序有功電流與其他諧波及不對(duì)稱(chēng)分量,形成控制所需的參考電流,且能夠適應(yīng)電網(wǎng)電壓及負(fù)載的變化。
　　文中建立了低壓配電網(wǎng)常用的三相三線(xiàn)式、三相四線(xiàn)電容中點(diǎn)式、四橋臂并聯(lián)有源電力濾波器在abc靜止坐標(biāo)系和dq0同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)的數(shù)學(xué)模型,分析了三種APF交直流側(cè)電壓、電流及功率傳輸關(guān)系和影響直流側(cè)電容電壓的因素,為電壓、電流控制器的設(shè)計(jì)提供了理論基礎(chǔ)。通過(guò)比較電容中點(diǎn)式與四橋臂

4、APF數(shù)學(xué)模型在同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的異同點(diǎn),提出了設(shè)計(jì)通用形式的電流控制器的思路。
　　有源電力濾波器控制要求補(bǔ)償電流準(zhǔn)確地跟蹤給定參考電流信號(hào)并維持直流側(cè)電容電壓穩(wěn)定。因此對(duì)上述三種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的APF設(shè)計(jì)了電壓、電流控制器。根據(jù)電流、電壓控制器的不同工作特性,在同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的電流內(nèi)環(huán)控制器采用逆系統(tǒng)方法構(gòu)造偽線(xiàn)性系統(tǒng),提出了最優(yōu)線(xiàn)性二次型控制與空間矢量脈寬調(diào)制相結(jié)合的復(fù)合控制策略;在電壓外環(huán)控制器采用了PI控制,并根據(jù)各參數(shù)對(duì)控