基于負載特性的并聯(lián)有源濾波器主電路參數(shù)設計研究.pdf

1、隨著現(xiàn)代電力系統(tǒng)的快速發(fā)展和智能電網(wǎng)的有效普及，電力系統(tǒng)的電力電子化特征日趨明顯，由此帶來一系列的電能質(zhì)量問題威脅著電力系統(tǒng)正常運行。APF(Active PowerFilter，有源電力濾波器)作為動態(tài)抑制負載電流諧波、補償無功和不平衡的有效手段，受到人們的高度關注。APF交流側(cè)輸出電感、直流側(cè)電容及其電壓值等主電路關鍵參數(shù)的選擇和優(yōu)化，直接影響著有源濾波器的補償精度、動靜態(tài)補償性能和系統(tǒng)穩(wěn)定性。本文基于非線性負載諧波電流特征，對有源

2、電力濾波器的主電路參數(shù)設計方法展開研究，提出了一種基于負載諧波特征并充分考慮參數(shù)耦合關系的APF主電路參數(shù)設計方案。
　　APF交流側(cè)電感的選取對補償效果起決定性作用。本文首先結(jié)合APF主電路微分方程分析了交流電感已有計算方法，進而綜合考慮APF電流跟蹤能力和開關紋波電流的限制，通過APF電壓約束方程導出其代數(shù)方程，依據(jù)交流電感的選取原則，求出APF交流電感的額定值計算公式，同時給出APF直流側(cè)電壓的解析公式。最后針對三相橋式全控

3、整流負載，給出了交流電感的確定方法。
　　直流側(cè)電容值是有源電力濾波器的關鍵參數(shù)之一，并與所補償?shù)呢撦d特征有關。電容的準確取值直接影響APF直流側(cè)電壓控制效果和APF成本。本文首先基于瞬時功率理論分析了綜合補償系統(tǒng)的能量流動方程，推導了APF直流側(cè)電容值已有計算方法的原理，然后針對典型的三相橋式全控整流負載，采用計算整流橋直流側(cè)功率的方法，詳細分析計算了振蕩功率和電容充放電能量，推導出了電容額定值解析計算公式。
　　APF主

4、電路各參數(shù)選擇時將互相影響，各個參變量之間也同樣存在互相制約的關系。本文對負載類型和諧波特征變化時APF主電路參數(shù)計算公式的適用性，直流側(cè)電容和交流側(cè)電感取值的互相影響，直流側(cè)電容、線路阻抗對補償效果的影響等問題進行了研究。通過建立APF仿真模型進行系統(tǒng)仿真并與其他文獻比較，驗證了主電路參數(shù)計算公式和參數(shù)選取耦合影響分析的有效性和正確性。
　　基于以上研究成果，本文提出一種APF主電路參數(shù)設計方法，并利用LabVIEW系統(tǒng)的圖形化