三相有源電力濾波器控制策略對比研究.pdf

1、隨著非線性負(fù)載在電力系統(tǒng)中的擴(kuò)增使用，諧波污染成為影響輸電和配電系統(tǒng)電能質(zhì)量的嚴(yán)重問題。有源電力濾波器(APF)被證明是解決電能質(zhì)量問題最為靈活、高效的方法之一。目前，不同的電流控制策略已經(jīng)被應(yīng)用于APF中以滿足其快速響應(yīng)和準(zhǔn)確性的需求。盡管對APF控制策略的研究已成為熱點(diǎn)，但是目前還缺少針對常用控制策略下APF諧波補(bǔ)償效果的全面性對比分析。為了避免電流控制策略選擇的隨意性，同時(shí)啟發(fā)選用更好的電流控制策略，本文選擇了應(yīng)用于APF的三種電

2、流控制策略—滯環(huán)控制、無差拍控制以及本文提出的靜止坐標(biāo)系下并聯(lián)PR比例諧振控制，在搭建的APF實(shí)驗(yàn)樣機(jī)基礎(chǔ)上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)對比分析，評估各控制策略對諧波的補(bǔ)償性能。
　　文中介紹了并聯(lián)型APF的主電路結(jié)構(gòu)，說明其基本諧波補(bǔ)償原理，分析了基于瞬時(shí)無功理論的ip-iq諧波電流提取算法。作為影響諧波補(bǔ)償效果的關(guān)鍵因素，電流跟蹤控制策略成為本文重點(diǎn)研究內(nèi)容。文中首先說明在APF中使用最為廣泛的滯環(huán)控制策略的實(shí)現(xiàn)原理、開關(guān)頻率與滯環(huán)帶寬的關(guān)系。針

3、對其開關(guān)頻率不固定的劣勢，研究了可固定開關(guān)頻率、減小控制延遲的無差拍控制策略，分析了基于平均值計(jì)算的無差拍控制原理及相關(guān)電流預(yù)測方法。在以上工作的基礎(chǔ)上，提出了一種基于αβ坐標(biāo)的并聯(lián)比例諧振(PR)控制策略，對指定的5次和7次諧波在αβ坐標(biāo)系下設(shè)計(jì)并聯(lián)控制器模型，同時(shí)結(jié)合LCL濾波器對高次諧波完善的抑制能力，最終實(shí)現(xiàn)LCL型APF對指定次諧波電流零穩(wěn)態(tài)誤差的跟蹤控制，文中分析了PR控制器參數(shù)和LCL濾波器參數(shù)對控制系統(tǒng)的影響。
　

4、　本文通過仿真完成理論分析的驗(yàn)證，并根據(jù)仿真得到合理的參數(shù)。為完成各策略對比實(shí)驗(yàn)，本文研制了一臺基于DSP28335控制的APF樣機(jī)，分析了樣機(jī)詳細(xì)的軟硬件設(shè)計(jì)方法，提出了完善的并網(wǎng)補(bǔ)償軟啟動方案和過壓過流保護(hù)方案。利用該臺樣機(jī)測試APF應(yīng)用傳統(tǒng)的滯環(huán)控制、多預(yù)測方法的無差拍控制以及提出的靜止坐標(biāo)系下的PR比例諧振控制策略對負(fù)載進(jìn)行補(bǔ)償時(shí)的動態(tài)和穩(wěn)態(tài)性能，從誤差百分比、THD、低次諧波THD、動態(tài)響應(yīng)等多個(gè)方面對比分析，總結(jié)了三種控制方