三相四線制有源電力濾波器控制策略與應用優(yōu)化的研究.pdf

1、在低壓配電系統(tǒng)中，存在著兩大主要的電能質(zhì)量問題：一是三相諧波電流含量過大；二是零線電流過大。有源電力濾波器（Active Power Filter, APF）是當今較為先進的抑制諧波的電力電子裝置，它快速的實時性和較高的補償精度正使其逐漸取代無源電力濾波器(Passive Power Filter, PPF)。在過去，很多學者以三相三線制并聯(lián)型有源電力濾波器（Shunt Active Power Filter, SAPF）為主要研究對象

2、，甚至和PPF結(jié)合組成混合型SAPF使用在中高壓系統(tǒng)中，而對于應用在低壓配電系統(tǒng)中的三相四線制SAPF則研究較少。本文以三相四線制SAFP為研究對象，主要的研究內(nèi)容如下：
　　1、采用三相四線制SAPF解決低壓配電網(wǎng)中危害較大的電能質(zhì)量問題。對兩種經(jīng)典的三相四線制SAPF的主電路結(jié)構(gòu)進行了分析：從兩種結(jié)構(gòu)的零線電流補償能力、控制策略設計的難易程度和經(jīng)濟三方面綜合考慮，選擇以主電路四橋臂三相四線制SAPF為主要研究對象。
　　

3、2、針對所選擇的SAPF結(jié)構(gòu)建立其低頻狀態(tài)下的數(shù)學模型，在此基礎上設計一階線性自抗擾控制器(Linear Active Disturbance Rejection Controller,LADRC)分別作為三相電流環(huán)控制器，利用滯環(huán)控制方式設計零線電流環(huán)。利用LADRC不依賴研究對象精確數(shù)學模型和抗擾特性強的特點，使APF具有良好的補償精度和抗擾特性。一階LADRC是一個反饋系統(tǒng)，其本質(zhì)問題是系統(tǒng)的穩(wěn)定性，而控制系統(tǒng)的本質(zhì)問題是抗擾特性

4、。利用經(jīng)典控制理論在頻域?qū)ΧA線性擴張狀態(tài)觀測器（Linear Extended State Observer,LESO）的收斂性與估計誤差進行分析；推導了基于一階LADRC的三相四線制SAPF系統(tǒng)的抗擾特性和穩(wěn)定性問題。
　　3、SAPF在應用過程中，安裝地點的最優(yōu)選擇將有助于提高SAPF的補償效果。在配電網(wǎng)諧波域模型和合適的諧波治理目標函數(shù)的基礎上，以最優(yōu)化思路為指導，利用節(jié)點導納矩陣在配電網(wǎng)頻域分析的基礎上確定了SAPF最優(yōu)