有源電力濾波器研究綜述

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1、掩電力情報男〕】兀】〕有源電力濾波器研究綜述華北電力大學韓居華周曉蘭摘要簡要介紹了用于電力系統(tǒng)諧波和無功補償?shù)挠性礊V波器的補償原理、主電路形式、控制方法和檢測技術等。關鍵詞濾波器諧波校正無功補償電力系統(tǒng)近十多年來,隨著電力電子技術的迅速發(fā)圖。含有諧波的負載電流試經(jīng)檢測電路分離出展,電力系統(tǒng)中大功率電力電子裝置日益增多,其諧波分量以,并以此作為補償電流的參考值。,從而提高了工業(yè)裝置的效率和自動化水平,但同’!通過控制電路和高頻逆變器電路使輸出的,時也導致了供電系統(tǒng)中諧波干擾增大,造成電網(wǎng)補償電流!與’!的波形和大小都一致

2、即可。電壓、電流波形嚴重畸變,成為影響供電質(zhì)量的消除電網(wǎng)中的諧波電流一個新的突出問題。為了保證電網(wǎng)的供電質(zhì)量和安全、穩(wěn)定運行,許多學者對諧波產(chǎn)生原因及其諧波負載。消除方法進行了研究電網(wǎng)最初采用由電抗器和電容器組成的“無源”,型一濾波器來濾除諧波但它一般只適用于諧波電流高頻控制,靜態(tài)補償當電源阻抗隨系統(tǒng)結構及運行條件變逆變器檢測電路化而發(fā)生變化時,會嚴重影響其濾波性能,且無源濾波器與電源阻抗之間容易發(fā)生串聯(lián)或并聯(lián)諧有源濾波器振。為克服以上缺點,年代中期,日本泰野幸圖有源濾波器補償原理框圖彥等人首先研制出“有源型”諧波補償器,補

3、償率’,,可達以上運行試驗表明有源電力濾波器不僅能濾除諧波電流,還能補償無功電流,平衡主回路負序電流,從而實現(xiàn)了諧波和無功的綜合補償。早期研制的有源電力濾波器適用于三相平衡有源電力濾波器以脈寬調(diào)制高頻逆系統(tǒng)的補償,但在實際的配電系統(tǒng)中,經(jīng)常會出變器作為主回路,按其直流側儲能元件的不同,現(xiàn)由瞬態(tài)變化的不平衡負荷產(chǎn)生的不平衡電流,“電流型”和“電壓型”兩種。其主回路又可分為“”因此,為擴大有源濾波器的適用范圍,近年來,一電流型逆變器“”些學者又對不平衡三相電力系統(tǒng)中的有源濾波器圖為一單相式電流型逆變器電路,。。、進行了進一步的研究取得了一定的成

4、果示意圖開關元件由大功率晶體管一乓組,,目前,我國電力系統(tǒng)中一般采用無源濾波器成以直流電抗器編作為儲能元件充當直流電濾除,,幾,諧波對于有源濾波器的研究尚處于起步階流源和構成了電流源的續(xù)流回路在有源段,本文僅就有源電力濾波器的補償原理、主回濾波器工作期間,編中應保持恒定的直流電流路形式、控制方法和檢測技術等作一簡要介紹。爪?!啊倍?電流型的工作原理是通過控制一乓補償原理的通斷,將中的直流電流爪調(diào)制成一個脈沖,列電流,再通過低通濾波器解調(diào)成所要求的圖為一旁路型有源濾波器的補償原理框補償電流。電力情報卯器中的開關狀態(tài),使輸出的補償電流實時跟隨參

5、考電流而變化,以達到理想的補償效果采用的控制方法主要有“”、“脈寬調(diào)制采樣偏差控制法““”礴,。法和’協(xié)調(diào)三相滯后控制法等娜采樣偏差控制法低通該方法采用一高增益和固定開關頻率的閉環(huán)控制系統(tǒng),控制開關使之處于高狀態(tài)或低狀態(tài),取決于采樣偏差信號。該方法對于開關頻率較高,“”的系統(tǒng)具有較好的控制特性而對于開關頻率較圖電流型逆變器電路圖,“”,低的系統(tǒng)如大功率逆變器的控制效果則不理由于電流型直流側的儲能元件為電感在,上、下橋臂發(fā)生貫穿短路等故障時,可以抑制其想并且對于輸出信號的波形不能進行優(yōu)化處。短路電流,所以保護性能較好。但由于在電路中理始,脈寬調(diào)制

6、法終有一個相當于補償電流峰值的電流流過能,量損耗較大。這是一種應用較為普遍的方法其中又以滯。“”后控制法的效果更為理想它的工作原理是當電壓型幼門城逆變器,“”輸出的補償電流超過參考電流’上限時使開圖為一電壓型三相四象限逆變器,電路示意圖。以電容作為直流側儲能元件,提關接低狀態(tài)從而使加在電抗器蠔上的電壓為,,,。,。負降低當低于叮下限時使開關接高狀態(tài)供一個穩(wěn)定的直流電壓源一為功率開關,,,,,,加在蠔上的電壓則為正增加這樣使補償電元件一玖為反并聯(lián)續(xù)流二極管城為濾波,電抗器。流能始終跟隨著參考電流而變化從而獲得較好的補償效果。該方法的缺

7、點是由于其開關頻率電源、,受到滯后系統(tǒng)及其上下限的限制對于快速暫態(tài)控制的效果較差,且開關頻率也容易發(fā)生較大一下。,網(wǎng),,網(wǎng),的變化廠一,口、產(chǎn)、協(xié)調(diào)三相滯后控制法該方法是一種實時三相滯后開關方案。它采用協(xié)調(diào)滯后控制器來控制母線電壓偏差廠陣的徑向和切向分量,利用模擬比較器實現(xiàn)徑向和切向滯后的判定,并采用微控制器實現(xiàn)協(xié)調(diào)坐標變換和監(jiān)視模擬滯后判定的全過程。在小功率三相實驗電路上的試驗結果表明,負載該

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