关键字 |
| 有源滤波器、不平衡负荷电能质量。 |
介绍 |
| 许多社会和经济活动依赖于电能质量和效率。工业和商业用户感兴趣的保证电波形质量,供应他们的不同的系统。非线性负载可以产生电流谐波和/或电压谐波,使电能质量越差。因此,这些谐波必须减轻。为了实现这一目标,主动和被动的串联或并联配置或组合滤波器提出了根据应用程序类型[1],[2]。 |
| 自1980年代开始,有源电力滤波器(apf)已经成为一种最惯常的补偿方法。通常APF由一个三相脉宽调制(PWM)电压源逆变器。APF可以连接并联或串联负载。第一个是特别适合缓解的谐波负载谐波电流源。相比之下,系列配置适用于补偿负载的谐波电压源。并联APF是研究最多的拓扑[6]- [10]。然而,并联有源滤波器的成本相对较高的大规模摘要利用高压系统和难以使用网格。此外,其补偿性能更好的谐波电流源负载类型比谐波电压源负载类型[10]。另一个解决方案是采用混合APF谐波问题。混合拓扑的目标是提高无源滤波器有源滤波器的性能和降低额定功率。 Two configurations have been mainly proposed: active filter connected in series with a shunt passive filter and series active filter combined with shunt passive filter. Both topologies are useful to compensate harmonic current source load type. However, when the load also generates voltage harmonics, the second topology is the most appropriate. |
| 本文提出了并联混合有源滤波器的控制策略考虑不平衡负荷无功功率补偿。组成的混合有源滤波器,谐波frequency-tuned LC滤波器和有源滤波器并行连接的公共连接点(PCC)。在该方法,依靠权力的定义[7]应用于估计引起的无功功率不平衡负荷,同时提高传统的真实和无功功率估算的准确性。混合有源滤波器设计动态补偿相应的无功功率和谐波电流的负载变化。 |
| 图1。显示了混合有源滤波器的简化线路图在工业系统和提出控制框图。一个不平衡负荷,电感负载和二极管整流器。并联混合有源滤波器安装在PCC和混合滤波器由LC无源滤波器和电压源逆变器串联连接。LC滤波器函数电容和吸引的主要电流在系统频率,然后串联有源滤波器修改输出无功功率根据负载情况。控制框图主要包括参考电流发生器积极依靠无功补偿,谐波补偿器和直流总线控制器,而修改后的瞬时功率计算提供负载和过滤器参考电流发电机的无功功率。最后,获得参考滤波器电流综合通过电流控制和PWM开关信号。以下部分是关于当前参考滤波器的构成和整体控制算法。 |
提出了并联混合型APF拓扑的工作原理 |
| 提出了并联混合型APF拓扑的工作原理见图1图1:基本并联混合电力滤波器的工作原理,提出了并联混合型APF拓扑的工作原理见图1。它由一个并联有源滤波器和优化被动过滤器(锥度英尺)并行连接的非线性负载连接到交流源。两个锥度英尺旨在吸收第五和第七谐波电流串联谐振原理和SAF补偿剩余谐波。SAF产生补偿电流(如果)等于谐波负载电流(马尼拉)。 |
| 依靠权力的定义 |
| 本节介绍了四个组件的基本力量。他们是主动和被动的正序分量P和Q的两个组件依靠权力SD和平方。 |
| 三相平衡电压Vabc和不平衡电流iabc被认为是在三相系统中,不平衡电流包括积极——和依靠组件。 |
| 这些瞬时phasevoltages和电流转换成∝-β坐标通过应用克拉克变换。然后四个电子数量(p, q, sd,平方)被定义为: |
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| vβ,v∝我∝iβ瞬时相位的电压和电流∝-β坐标。p和q的参数定义的瞬时实数和虚数权力船长等。[11],而sd和平方的理由被定义为依靠的力量。这些依靠权力产生于“假定”negativesequence电压(v∝, -vβ)和“实际”当前[我∝iβ]。 |
| 之间的关系(p, q)和(sd,平方)变得更加明确通过考虑瞬时功率向量F和B复平面上定义为以下表达式: |
 (2) |
 (3) |
| 科幻小说和某人呈现积极的振幅和依靠视在功率,和θpθn相位角度。很明显, |
 (4) |
| 这意味着第一项(3)B的直流分量,等于F的第二个任期(2)通过应用坐标变换。 |
| b .功率检测 |
| 图2显示了检测的框图P, Q, SD,平方。它可以实现简单的通过增加滤波器(低通滤波器)和/或band-reject-filters过滤空调组件,特别是2ω组件(2)(3)。然而,过滤器与一个小跟踪时间和显著的衰减特征是很难实现的。 |
| 根据(4),当P和Q应用坐标变换ejzwt,结果将等于2ω组件的sd,(3)平方。基于这一特点,提出的框图图2反馈估计P, Q, sd和消除2ω的平方与坐标转换组件(P, Q, sd,平方),应用在滤波器。例如,P和Q消除sd的2ω组件和平方,而sd和平方降低P和Q的2ω组件。 |
| 这个反馈拓扑结构提高了2ω整个功率检测的频率衰减特性图。 |
| c .参考电流发生器 |
| 由于LC滤波器串联电容器C,吸引了大量的电流在系统频率。当逆变器输出一个基本电压在相位基本无源滤波器的主要电流,有功功率由领先的电流和基本输出电压将被交付到直流侧。类似地,当逆变器输出电压正交于基本的主要电流无源滤波器,滤波器无功功率将会不同。因此,提供的数量是正序无功功率QF反馈回路将在正序与系统同步参考系(SRF)角+ωt d-axis在SRF意味着组件与电网电压相位和q-axis意味着栅极电压正交的组件。需要一个锁相环(PLL)网格同步。PI调节器的定义显示为: |
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| s是拉普拉斯算子,kp和ki分别比例和积分收益。同样,负载依靠权力SLd的区别和过滤器依靠力量陕西林业局在d坐标决定了基本的当前命令通过应用PI调节器依靠SRF,而SLq之间的误差和SFq决定了。 |
| d .谐波补偿器 |
| 谐波负载电流可以由使用转换如图3所示。SRF,基本组件成为直流值,而谐波组件交流价值。因此,谐波负载电流iLde h, iLqe, h SRF可以简单地通过高通滤波器提取(HPFs分区)。然后谐波负载电流作为当前iFde谐波参考滤波器,h,正序SRF iFqe h。 |
| e .直流总线控制 |
| 由于串联电容器基本从电网无功电流,输出的有源滤波器可以画实权基本电压与领先的当前阶段。根据这个特性,混合有源滤波器的直流电压可以由一个比例积分控制器调整基本活性过滤电流根据直流母线电压和直流电压直流*的引用。 |
| f .电流控制 |
| 转移后的积极,依靠参考滤波器当前三相系统,三相参考滤波器电流之和,如果abc适用比例控制器和空间矢量PWM控制信号合成的有源滤波器。因此,提出了混合有源滤波器可以控制所需的补偿电流。 |
比例积分控制器 |
| 比例积分控制器算法包括两个独立的参数;比例和积分。比例值决定了反应当前的错误;积分决定了反应基于最近的和错误。比较和参考价值的平均直流总线电压的并联房颤导致电压误差,这是美联储比例积分(PI)控制器和PI控制器的输出乘以电源电压波形Vsa, Vsb, Vsc为了获得供应参考电流,Isa *, Isb *, Isc * |
| PI控制器用于控制直流母线电压如图4所示的传递函数可以表示为 |
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| ,kp的比例常数决定了直流母线电压的动态响应控制,和ki的积分常数决定了沉淀时间。 |
| 它可以指出,如果kp和ki很大,直流母线电压调节是主导,稳态直流母线电压误差较低。手,如果kp和ki很小,真正的权力不平衡使瞬态性能的影响不大。因此,正确选择kp和ki本质上是重要的,以满足上述两个控制性能。供应计算三相参考电流供应而感觉到水流和给一个滞环电流控制器来产生开关信号的开关并联AF使供应电流遵循其参考价值。 |
MATLAB建模和仿真结果 |
| 模拟电路来验证提出的策略,建立了非线性负载,只有电感负载和不平衡负载。混合有源滤波器的逆变器由igbt和dc电容器。仿真结果在不同情况下进行1)。提出了混合有源电力滤波器的实现。2)。实现提出了混合有源电力滤波器应用于感应电机。 |
| 案例1:提出了混合有源电力滤波器的实现。 |
| 图5显示了Matlab / Simulink模型,提出了混合有源电力滤波器使用Matlab / Simulink平台。 |
| 图7显示了电压源,源电流的负载电流,提出了混合有源电力滤波器。 |
| 图7显示了提出了混合有源电力滤波器的功率因数。 |
| Fig.8显示了FFT分析阶段提出了混合有源电力滤波器的电流源,我们得到是4.99%。飞是最常见的指标来确定ACwaveforms的质量。使用快速傅里叶变换(FFT),源电流的谐波频谱不同补偿条件下。官的仿真结果进行比较,从谱图,可以看出,源电流包含大量的谐波电流分量(5 & 7级组件是高我。e分别为11和7如图8所示)的频率低于1 kHz和THD是4.99%(根据ieee - 519标准(THD限制谐波电流频率的大小应在5% [1][2])。 |
| 案例2:实施提出了混合有源电力滤波器应用于感应电机驱动。 |
| Fig.10显示了定子电流、速度和电磁转矩的提出了混合有源电力滤波器应用于感应电机驱动。 |
结论 |
| 瞬时实权理论生成所需的参考电流补偿扭曲线电流谐波和无功功率。它还试图维持直流母线电压的电容器常数通过使用不同的控制器。并联混合型有源滤波器的控制策略提出了考虑不平衡负荷无功补偿,在负载被认为是感应电机为找出机器的性能特征。瞬时功率理论与依靠力量定义用来生成参考滤波器电流补偿电力系统,并混合有源滤波器可以动态补偿相应的无功功率负荷的变化。提出了瞬时实权控制器使用减少计算电流计算相比,传统的方法供参考。因此,电力系统将表现为平衡电阻网络即使在不平衡和非线性载荷以及载荷。 |
数据乍一看 |
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引用 |
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