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低壓大功率有源電力濾波器的控制策略研究

作者: 時間:2013-08-22 來源:網絡 收藏

摘要:討論了一種(APF),系統(tǒng)采用H橋構建了一個三相三線電壓型變換器拓撲結構。為達到理想的、無功補償和不平衡負載控制效果,3個單相H橋構建的三相電路使用三角形連接的模式,適合在APF場合使用。提出了一種指令電流復合控制策略,以達到對檢測出的諧波電流的快速跟蹤和無功電流補償的目的。基于理論分析和仿真,在一臺APF裝置上進行實驗,驗證了所提控制策略的有效性和該裝置的諧波和無功補償能力。
關鍵詞:;大功率

1 引言
電網中大量非線性負載的使用,造成的諧波、無功和不平衡的問題日益突出,在很多場合都需補償無功、抑制諧波和補償負載不平衡性,因此APF成為研究的熱點。大功率APF裝置要求在補償無功的同時,也能補償諧波。為達到好的效果,裝置的開關頻率越高補償效果越理想,但在大功率場合使用時,裝置采用高開關頻率會加大散熱系統(tǒng)的設計難度,增加系統(tǒng)的損耗,故需選擇合適的拓撲結構。采用H橋結構的電壓型變換器拓撲結構,在同等開關頻率下,其等效開關頻率比三橋臂的變換器拓撲高一倍,這一特點對提高裝置的諧波補償性能是一個極大優(yōu)勢,且在實際功率器件選擇中亦非常有利。
隨著DSP運算能力的提高和控制理論在電力電子技術中應用研究的深入,重復控制(RP)、諧振控制(RC)、模糊控制和無差拍控制等控制策略都應用到無功和諧波補償系統(tǒng)中,在實際的產品中也得到了很好的利用。APF所采用的主電路有多種形式,這里考慮在低壓大功率場合的實際要求,尤其是低壓電力系統(tǒng)中普遍存在的負載不平衡現象,通過對不同拓撲結構進行對比分析,合理選擇了滿足大功率APF裝置要求的主電路拓撲。

2 主電路分析和建模
圖1示出大功率APF的主電路拓撲。

本文引用地址:http://m.ptau.cn/article/175758.htm

a.JPG


3個單相H橋逆變器兩端分別連接一個電感后進行三角形連接,每個H橋具有獨立直流電源?;贖橋結構主電路參數的對稱性,裝置可采用單相獨立控制的方式,進而對單相逆變器進行分析,分析結果同樣適合三相系統(tǒng)。圖2示出單相逆變器等效電路。

b.JPG


設系統(tǒng)電壓c1.jpg,其中,M為單相逆變器的調制比,δ為逆變器輸出電壓與電流的相位差,忽略零序電流對系統(tǒng)控制的影響,可得:
c.JPG

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