中高压系统并联型混合有源电力滤波器的的研究

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1、摘要随着电网中非线性负荷的大量增加由此带来的谐波危害和治理问题日益受到关注混合有源滤波器HAPF利用无源滤波器PPF为有源电力滤波器APF分压或分流以减小对APF容量的要求同时利用APF控制灵活的特点弥补PPF补偿性能的缺陷是当前APF研究领域的一个重要方向并且在中高压大容量的谐波治理中有着广阔的应用前景本文围绕中高压系统谐波治理的问题主要从以下几方面开展研究并取得了如下成果1全面比较了当前各种混合有源电力滤波器技术方案的优缺点和适用范围选取了APF承受基波电压和电流都较小的串联谐振注入式HAPF方案作为本文的研究重点通过建立HAPF系统基于瞬时值的线性微分方程组进行线性代数坐标变

2、换的方法分析了HAPF的单相等效电路与三相电路在暂态和稳态条件下的等价性2本文提出了C型HAPF方案其中的APF不承受基波电压电流且只负担部分谐波电流直流侧电压与系统电压之比较低因而容量可进一步减小有利于工程实现该方案正在申请中国发明专利专利申请号03128234.2论文研究了两种用于C型HAPF的控制方法即同时检测网侧电流和负载电流的复合控制方式以及只需要检测网侧电流的指定消谐控制方式并分析比较了这两种方式的滤波效果和响应速度3本文针对二阶HAPF设计了两种复合控制方法即精确对消特定次数谐波的复合控制方法和采用两个一阶滞后环节串联来近似二阶积分的复合控制方法论文采用了通过使APF

3、发出特定相位的基波电流来实现其直流侧电压的闭环控制策略并推导了控制系统近似数学模型本文还设计了一种电压源型逆变器输出电流波形控制方法即用状态反馈环节保证系统的稳定性同时依靠重复控制器提高输出电流的跟踪精度4当HAPF和容性负载并联运行时论文以二阶HAPF为例详细分析了在多种接线方式下发生谐振的可能性并设计了在可检测电流量受到限制的条件下抑制并联谐振的控制方法同时指出对于谐波电压源由于并联型有源电力滤波器的固有缺陷要想改善幅频特性需要大幅增加APF的电流容量I5本文针对检测谐波电流的自适应滤波法中常规最小均方算法LMS的缺点在分析该方法中自适应权值期望变化规律的基础上提出了两种简单有

4、效的改进LMS算法即通过预估权值总的变化幅度而直接将其收敛到稳态值附近的方法和变步长的LMS算法关键词电能质量谐波补偿混合有源电力滤波器电流波形控制改进LMS算法IIABSTRACTWithcontinuousproliferationofnonlinearloadsingrid,theproblemofharmoniccontaminationandtreatmentattractsmoreandmoreattention.Becausethehybridactivepowerfilters(HAPF)canutilizethestrongpointofbothpassivefi

5、lters(PPF)andactivepowerfilters(APF)andoffsettheirweakness,ithasbeenanimportantareaofresearchandbelievedtohavewiderapplication.Theprimarypurposeofthisarticleistofindacost-effectiveandpracticalsolutionforharmoniccompensationinhigh-voltage,high-powersituation,thestudiescarriedoutinthepaperandthe

6、correspondingresultsareasfollows.(1)ThispaperreviewstheexistingHAPFmethodsapplyingtohigh-voltagegridandpointsouttheiradvantagesanddisadvantages.SincetheAPFintheHAPFofLCseriesresonanceinjectingtypeonlysupportalittlefundamentalvoltageandcurrent,thepresentstudythereforefocusonthiskindofHAPF.Byest

7、ablishingdifferentialequationsandprocessingcoordinateconversion,theequivalencebetweentheHAPFsinglephaseequivalentcircuitandthethreephasesystemisdiscussed.(2)TheCtypeHAPFschemeisproposedforthefirsttime,inwhichtheAPFdoesn’tneedtobearfunda