四橋臂有源電力濾波器諧波快速檢測與雙環(huán)控制策略研究.pdf

1、電力電子技術(shù)的不斷進步，在給電能的轉(zhuǎn)化和應(yīng)用帶來了便捷的同時，卻降低了電網(wǎng)的電能質(zhì)量。在三相四線制系統(tǒng)中，由于大量的非線性負(fù)荷的使用，會出現(xiàn)諧波污染和中線電流過大等一系列電能質(zhì)量問題。傳統(tǒng)的電能質(zhì)量治理裝置無法解決這些問題，四橋臂有源電力濾波器可以一次性解決上述問題。本文主要研究四橋臂有源電力濾波器的控制策略，包括諧波電流檢測環(huán)節(jié)、電流環(huán)控制環(huán)節(jié)和電壓環(huán)控制環(huán)節(jié)，并通過仿真研究和實驗測試對控制策略進行驗證。
　　如何快速準(zhǔn)確地檢測

2、出諧波電流將決定四橋臂有源電力濾波器的補償性能。傳統(tǒng)的 ip-iq檢測方法由于鎖相環(huán)的存在將會導(dǎo)致比較大的延時誤差；低通濾波器的使用會使得算法的難度增加。為此，本文提出了改進的廣義積分器進行諧波電流檢測的方法。根據(jù)廣義積分器的頻率選擇特性，分別得到正序和負(fù)序提取結(jié)構(gòu)，然后將正負(fù)序提取結(jié)構(gòu)應(yīng)用到傳統(tǒng)的基波正序檢測算法上，這樣就形成了基于改進廣義積分器的諧波電流檢測方法。該方法具有實時性和頻率自適應(yīng)性等優(yōu)點。實驗表明：在負(fù)載突變和電網(wǎng)頻率波

3、動情況下，動態(tài)響應(yīng)時間小于一個基波周期（0.02s）。
　　為了解決電網(wǎng)頻率波動和不平衡負(fù)載對電流控制精度造成的影響，本文提出了PI并聯(lián)改進的PCI控制器進行電流控制。首先分析了傳統(tǒng)的PCI控制器的性質(zhì)和控制時的局限性，然后根據(jù)電流控制的要求對PCI控制器進行改進，最后結(jié)合PI控制器和PCI控制器的特點將其并聯(lián)起來進行電流控制，并給出了控制器參數(shù)的設(shè)定方法。通過仿真和實驗表明，改進的PI-PCI控制器可以有效解決三相負(fù)載不平衡問題

4、，同時，還可以很快適應(yīng)負(fù)載突變和電網(wǎng)頻率波動帶來的影響。
　　電壓環(huán)的控制對四橋臂有源電力濾波器的補償性能具有較大影響。PI控制器雖然在電壓環(huán)控制方面得到了廣泛應(yīng)用，可以使直流側(cè)電壓保持在一個相對穩(wěn)定范圍內(nèi)，但PI控制無法適應(yīng)電網(wǎng)電壓波動帶來的影響。為了解決在電網(wǎng)電壓波動時，直流側(cè)電壓值與APF補償性能和功率損耗的矛盾，提出了一種自適應(yīng)的優(yōu)化算法來控制直流側(cè)電壓值。通過仿真和實驗驗證了所提出算法的有效性，當(dāng)電網(wǎng)電壓波動時，應(yīng)用直流