新型諧振阻抗型混合有源濾波器RITHAF研究.pdf

1、該論文的研究工作主要圍繞一種新的變電站諧波治理措施——諧振阻抗型混合有源濾波器RITHAF展開,涵蓋了RITHAF的結(jié)構(gòu)與原理、無源濾波器的優(yōu)化設(shè)計(jì)、輸出濾波器的分析、控制方法等內(nèi)容,形成了較為完善的變電站諧波治理理論和技術(shù)方案.針對(duì)變電站諧波治理的特殊要求,通過對(duì)現(xiàn)有混合有源濾波器的分析,該論文提出了一種新型諧振阻抗型混合有源濾波器RITHAF.RITHAF的引入,相當(dāng)于在電網(wǎng)支路中串聯(lián)了一個(gè)基波串聯(lián)諧振電路,因此對(duì)基波電流不起作用,

2、而對(duì)諧波電流產(chǎn)生巨大的阻礙作用,迫使諧波電流注入無源濾波器,從而達(dá)到諧波治理的目的.RITHAF不僅能夠有效地治理諧波,而且其無源濾波器部分還可以承擔(dān)一定的無功補(bǔ)償任務(wù).同時(shí)其有源部分不承受系統(tǒng)基波電壓,也沒有基波電流流入,逆變器容量小,初期投資較小.該論文還通過對(duì)定義的諧波抑制函數(shù)進(jìn)行分析,研究了電網(wǎng)阻抗變化、基波串聯(lián)諧振電路參數(shù)變化、無源濾波器失諧等情況下RITHAF的補(bǔ)償特性以及抑制系統(tǒng)諧振的性能.在分析現(xiàn)有無源濾波器設(shè)計(jì)方法的基

3、礎(chǔ)上,該論文歸納了無源濾波器設(shè)計(jì)的一般性原則,進(jìn)而依據(jù)該原則,提出了新的基于多目標(biāo)遺傳算法的無源濾波器優(yōu)化設(shè)計(jì)方法.該論文建立了輸出濾波器的性能指標(biāo)函數(shù),繼而用該函數(shù)分析和比較了LC型、LCL型、L型和LCR型輸出濾波器對(duì)有源濾波器系統(tǒng)性能的影響,并揭示了產(chǎn)生影響的原因.指出LCR輸出濾波器在串聯(lián)電感較小時(shí)能夠大幅衰減被放大的諧波注入電流的幅值,有效地抑制高頻毛刺,同時(shí)逆變器輸出電壓的效率較高,能夠形成較大的低頻諧波注入電流,使電網(wǎng)電流

4、的低頻和高頻諧波分量都較小,是性能最佳的輸出濾波器,從而避免了有源濾波器中輸出濾波器選型的盲目性.從傳統(tǒng)控制理論的角度,該論文對(duì)有源濾波器控制的研究現(xiàn)狀進(jìn)行了分析,依照趨近率的方法推導(dǎo)了RITHAF的離散滑模變結(jié)構(gòu)控制率,同時(shí)提出了廣義積分迭代控制算法.并在此基礎(chǔ)上提出了三重離散滑模變結(jié)構(gòu)控制結(jié)構(gòu),引入基于廣義積分迭代控制算法的控制量作為離散滑模變結(jié)構(gòu)控制器的等效控制,實(shí)現(xiàn)了兩種控制方法的有機(jī)結(jié)合.該方法改變了傳統(tǒng)滑模變結(jié)構(gòu)控制中控制器

5、的結(jié)構(gòu)只在切換曲面兩側(cè)變化的情況,使得控制器結(jié)構(gòu)具有切換邊帶兩側(cè)以及邊帶之內(nèi)的"三重"變化.通過設(shè)置邊帶來決定等效控制的投入條件,使得系統(tǒng)在電流跟蹤誤差較大時(shí)離散滑?？刂普贾鲗?dǎo),誤差減小速度較快,在誤差減小到一定范圍內(nèi)時(shí)廣義積分迭代控制占主導(dǎo),實(shí)現(xiàn)穩(wěn)態(tài)無差.該控制方法兼具較快的動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度和較高的穩(wěn)態(tài)控制精度,同時(shí)開關(guān)毛刺易于抑制,不會(huì)在電網(wǎng)電流中造成明顯的高頻紋波.在以RITHAF為諧波治理手段的基礎(chǔ)上,該論文最后建立了電網(wǎng)諧波分析與