低壓配電網(wǎng)有源電力濾波器諧波檢測與控制策略研究.pdf

1、隨著國民經(jīng)濟的迅速發(fā)展,越來越多具有功率因數(shù)低、非線性、非對稱性或沖擊性等特點的工業(yè)、生活用電設備接入低壓配電網(wǎng)中,這些負荷使得配電網(wǎng)的動態(tài)電能質量日益下降。因此,對配電網(wǎng)的電能質量進行有效控制,進行合理的無功補償和諧波抑制勢在必行。有源電力濾波器(Active Power Filter,APF)能夠完成諧波污染治理、無功功率補償、平衡三相電流的綜合補償效果,是目前改善低壓配電網(wǎng)電能質量的有效手段。然而APF在國內低壓配電網(wǎng)的應用尚未達

2、到成熟階段,有很多技術問題有待解決。為此,論文對低壓配電網(wǎng)并聯(lián)型APF在諧波檢測與控制策略等方面進行了細致深入的研究。
　　文中探討了有源電力濾波器、電源及非線性負載之間的能量交換機理及傳統(tǒng)的瞬時無功功率檢測方法存在的缺陷,提出了一種基于同步旋轉坐標變換的自適應變步長線性神經(jīng)元(adaptive linear neuron,ADALINE)結構的畸變電流檢測新方法,并在電網(wǎng)電壓平衡及不平衡系統(tǒng)中設計了諧波檢測方案。仿真和實驗結果表

3、明算法可根據(jù)不同需要,實時準確地分離基波正序(負序)電流或基波正序有功電流與其他諧波及不對稱分量,形成控制所需的參考電流,且能夠適應電網(wǎng)電壓及負載的變化。
　　文中建立了低壓配電網(wǎng)常用的三相三線式、三相四線電容中點式、四橋臂并聯(lián)有源電力濾波器在abc靜止坐標系和dq0同步旋轉坐標的數(shù)學模型,分析了三種APF交直流側電壓、電流及功率傳輸關系和影響直流側電容電壓的因素,為電壓、電流控制器的設計提供了理論基礎。通過比較電容中點式與四橋臂

4、APF數(shù)學模型在同步旋轉坐標系下的異同點,提出了設計通用形式的電流控制器的思路。
　　有源電力濾波器控制要求補償電流準確地跟蹤給定參考電流信號并維持直流側電容電壓穩(wěn)定。因此對上述三種拓撲結構的APF設計了電壓、電流控制器。根據(jù)電流、電壓控制器的不同工作特性,在同步旋轉坐標系下的電流內環(huán)控制器采用逆系統(tǒng)方法構造偽線性系統(tǒng),提出了最優(yōu)線性二次型控制與空間矢量脈寬調制相結合的復合控制策略;在電壓外環(huán)控制器采用了PI控制,并根據(jù)各參數(shù)對控