并聯(lián)型有源電力濾波器諧波補(bǔ)償和諧振阻尼復(fù)合控制策略的研究.pdf

1、隨著電力系統(tǒng)中非線性負(fù)載的日益增多,產(chǎn)生了大量諧波電流,諧波電流在系統(tǒng)線路中的流動(dòng)會(huì)產(chǎn)生諧波壓降,嚴(yán)重影響了公共用戶點(diǎn)(PCC)的供電質(zhì)量,同時(shí)諧波電流和諧波電壓在電網(wǎng)中的流動(dòng)和傳遞還會(huì)引起系統(tǒng)局部或整體的諧振。有源電力濾波器(APF)作為抑制和消除諧波的一種有效手段被廣泛應(yīng)用于電能質(zhì)量調(diào)節(jié)領(lǐng)域,但是在系統(tǒng)出現(xiàn)諧振時(shí),諧波抑制效果可能達(dá)不到電能質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的要求。本文主要目的是研究在諧振狀態(tài)下,利用有源電力濾波技術(shù)在抑制諧波的同時(shí)阻尼系統(tǒng)諧

2、振,從而使電能質(zhì)量達(dá)到供電質(zhì)量的要求。
　　本文首先介紹了諧波的產(chǎn)生來(lái)源和危害及相關(guān)的電能質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn),分析比較了現(xiàn)有的幾種主要的諧波抑制方案的優(yōu)缺點(diǎn),描述了被廣泛用于諧波抑制的有源電力濾波器的基本原理和在國(guó)內(nèi)外的發(fā)展過(guò)程以及現(xiàn)有實(shí)際應(yīng)用中(諧振條件下)的某些問(wèn)題。
　　然后從數(shù)學(xué)和物理的角度推導(dǎo)了一般工況下APF在同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)下的數(shù)學(xué)模型,具體分析了在諧振狀態(tài)下系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型和傳遞函數(shù),給出了簡(jiǎn)化的等效框圖。為了給提出的諧振阻

3、尼策略提供判斷諧振頻率的依據(jù),介紹了投切電容法、利用晶閘管支路投切法、諧波電流注入法、電容電流頻譜分析法這四種不同的諧振檢測(cè)方式,對(duì)后兩種方式做出了重點(diǎn)的分析,并且通過(guò)仿真或者實(shí)驗(yàn)給予了驗(yàn)證。
　　接著介紹了基于多同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下指定次諧波電流補(bǔ)償策略,并在此補(bǔ)償策略的基礎(chǔ)上提出了一種通過(guò)疊加諧振阻尼控制的復(fù)合控制策略。該策略將負(fù)載諧波電流信號(hào)以諧波電流角速度同步的旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)變換轉(zhuǎn)化成直流量,經(jīng)過(guò)低通濾波器提取出直流分量,然后進(jìn)行比

4、例積分(PI)調(diào)節(jié)控制,從理論上可以做到對(duì)指定次負(fù)載諧波電流無(wú)靜差跟蹤,PI調(diào)節(jié)是基于載波周期的,能夠快速跟蹤負(fù)載電流的變化。同時(shí),諧振阻尼控制電路檢測(cè)PCC點(diǎn)電壓,針對(duì)受諧振影響次數(shù),將電壓轉(zhuǎn)換到指定次同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系變成直流量進(jìn)行比例積分調(diào)節(jié),調(diào)節(jié)器輸出經(jīng)過(guò)適當(dāng)變換與諧波電流補(bǔ)償調(diào)節(jié)器的輸出綜合,以實(shí)現(xiàn)在諧波補(bǔ)償?shù)耐瑫r(shí)抑制諧波諧振的功能。
　　最后進(jìn)行了仿真和實(shí)驗(yàn),結(jié)果表明本文所提出的這種諧波補(bǔ)償和諧振阻尼復(fù)合控制策略既能夠補(bǔ)償