基于單周控制四橋臂三相四線制有源電力濾波器的研究.pdf

1、有源電力濾波器是一種用于抑制諧波、補(bǔ)償無功的新型電力電子裝置。它通過實(shí)時(shí)檢測電網(wǎng)諧波和無功電流，然后產(chǎn)生與之大小相等、相位相反的補(bǔ)償電流，進(jìn)行實(shí)時(shí)補(bǔ)償。有源電力濾波器可實(shí)現(xiàn)對諧波和無功的動(dòng)態(tài)補(bǔ)償，其補(bǔ)償特性不受系統(tǒng)阻抗的影響，具有響應(yīng)快、可控性高、自適應(yīng)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。 本文對現(xiàn)有的有源電力濾波器的各種主電路拓?fù)洹⒒冸娏鳈z測和電流跟蹤控制方法進(jìn)行了分析。有源電力濾波器的補(bǔ)償性能很大程度上取決于對畸變電流的實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確檢測和變流器輸出

2、電流的控制策略。目前畸變電流檢測常用的方法有頻域法的FFT和基于瞬時(shí)無功理論的畸變電流檢測法。這些方法均有一定的變換，需要快速、實(shí)時(shí)運(yùn)算，因此必須使用高速的數(shù)字微處理器和高性能A/D轉(zhuǎn)換器，這必將大大提高系統(tǒng)成本，使得電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜，在一定程度上限制了有源濾波器的發(fā)展。而有源電力濾波器常用的控制方法為三角波調(diào)制、滯環(huán)控制和定時(shí)控制等常規(guī)的PWM控制法，這些方法均存在一定的不足。因?yàn)橛性礊V波器存在這些不足，使它的推廣應(yīng)用在一定程度上受到限制

3、。 單周控制法是一種非線性控制法，它通過控制開關(guān)占空比，使在每個(gè)周期內(nèi)開關(guān)變量的平均值與控制參考信號相等或成一定比例，從而消除穩(wěn)態(tài)和瞬態(tài)誤差。單周控制法具有響應(yīng)快、抗電源干擾和控制電路簡單可靠等優(yōu)點(diǎn)。 本文是結(jié)合導(dǎo)師研究課題完成的，得到了國家自然科學(xué)基金資助(國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目：單周控制理論及其在電力諧波治理中的應(yīng)用，編號：60172009)。本文在研究單周控制理論的基礎(chǔ)上，將單周控制用于四橋臂三相四線制有源電力濾波器

4、，通過分析其開關(guān)周期平均模型，推導(dǎo)出它的控制方程?；诳刂品匠痰淖詈喗?，建立了單周控制四橋臂三相四線制有源電力濾波器的電路模型。單周控制三相四線制有源電力濾波器不需要檢測三相負(fù)載電流和三相電源電壓，不需要檢測諧波和無功電流，也不需要使用任何乘法器?？刂破饔蓭讉€(gè)帶復(fù)位積分器，幾個(gè)觸發(fā)器、比較器和一些模擬器件組成，控制電路簡單、可靠，容易實(shí)現(xiàn)。主電路開關(guān)頻率恒定，容易推廣到工業(yè)和工程實(shí)際應(yīng)用。基于電路模型用PSIM仿真軟件對多種負(fù)載進(jìn)行了仿