有源电力滤波器的并联运行及其控制策略

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1、低压电器(2010No4)·电能质量·有源电力滤波器的并联运行及其控制策略张国荣，马骏(合肥工业大学教育部光伏系统工程研究中心，安徽合肥230009)摘要：为了解决有源电力滤波器(APF)补偿大容量谐波电流的问题，对多台APF的并联运行进行了研究，并提出了一种基于均流和限流方案的并联控制策略。该张国荣(1963一)，方法既保证了有源电力滤波器补偿谐波电流的动态性能，又具有较高的可靠性。提出男，研究员，博士，的并联系统可以很好地实现容量扩展，并且能够实现热插拔。Matlab仿真结果验证了研究方向为电力电该方法的可行性。子技术、计算机应关键词：有源电力滤波器；并

2、联运行i控制策略；仿真；谐波用技术。中图分类号：TN713．8文献标识码：A文章编号：1001—5531(2010)04-0052-05ParallelOperationofActivePowerFilterandControlStrategyZHANGGuorong，MAJun(ResearchCenterforPhotovohaicSystemEngineeringMinistryofEducation，HefeiUniversityofTechnology，Hefei230009，China)】Abstract~Inordertosolvethepro

3、blemsofhowactivepowerfilter(APF)compensateslarge·capacitybar—moniccurrent，theparalleloperationofmultipleAPFswasstudiedandacontrolstrategybasedoncurrentsharingandcurrentlimitingwaspresented．ThismethodnotonlyguaranteeddynamicperformanceofAPF，butalsohadahjghreliability．Theproposedpara

4、llelsystemcouldachieveagoodcapacityexpansion．anditwashot—swappable．TheMatlabsimulationresultsverifiedthefeasibilityofthismethod．Keywords：activepowerfilter(APF)；paralleloperation；controlstrategy；simulation；harmonic因此，将多台小容量的APF并联运行以实现0引言大容量谐波补偿的方法已成为解决APF容量问有源电力滤波器(APF)由于能够动态实时地题的研究

5、趋势引。多个APF并联补偿的方式比补偿谐波和无功电流，且响应速度快、可靠性高、较灵活，采用不同的APF模块数量可以满足不同补偿效果好，因此APF成为近年来研究的热点。的容量需求，容量扩展方便、可靠性高。如果控制然而，随着APF容量的增大，电力电子器件所容不同APF模块的器件开关时间使其错开一定角许的开关频率却越来越低，而较低的开关频率又度，将会提高整个设备的等效开关频率，从而获得直接影响APF的补偿效果，因此，提高APF的容更好的补偿效果。很多文献都提到了不同的并联量是亟待解决的问题。虽然大容量APF的研究控制策略，但是很少详细介绍APF如何实现并联已经取得

6、了不少成果，如将容量小但开关速度相运行以及APF模块之间的配合及通信问题。因对较快的器件串并联以达到容量和开关速度要此本文在比较和研究了各种并联控制策略后，提求，以及寻找新的主电路拓扑，如采用多电平级联出了一种新的APF并联方法和控制策略，并且研方案和多重化主电路实现大容量的有源电力滤波究了均流策略和并联实现方式。最后，通过仿真器⋯，但这些方案都难免存在结构复杂、控制繁验证了该方法的可行性和可靠性，并且说明了该琐、实时性变差及可靠性低等问题。方法具有很好的动态性能和补偿效果。马骏(1986一)，男，硕士研究生，研究方向为电力电子技术、电能质量控制技术。一52

7、—·电能质量·低压电器(2010NQ4)1各种APF并联控制策略比较近年来，各种文献中所研究的APF并联控制策略主要集中在以下几种。(1)级联式并联方案，如图1所示。离负载最近的APF检测负载谐波电流，根据自身容量进行谐波补偿，后一个模块检测前一个模块补偿图3APF并联方案3过后的负载电流，再根据自身容量进行补偿。以地，该方案的动态性能好，但是可靠性低、灵活性此类推，通过不断增加APF模块数量以实现容量较差、不易实现容量的扩充。的扩展。该方法是工业现场中应用较多的方法，(4)集中电流控制方案J，如图4所示。将因为其控制简单、扩展能力强、可靠性高、各APF电流

8、传感器检测来的电流信号通过一个集中控制模块问不需要互