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1、掩电力情报男〕】兀】〕有源电力滤波器研究综述华北电力大学韩居华周晓兰摘要简要介绍了用于电力系统谐波和无功补偿的有源滤波器的补偿原理、主电路形式、控制方法和检测技术等。关键词滤波器谐波校正无功补偿电力系统近十多年来,随着电力电子技术的迅速发图。含有谐波的负载电流试经检测电路分离出展,电力系统中大功率电力电子装置日益增多,其谐波分量以,并以此作为补偿电流的参考值。,从而提高了工业装置的效率和自动化水平,但同’!通过控制电路和高频逆变器电路使输出的,时也导致了供电系统中谐波干扰增大,造成电网补偿电流!与’!的波形和大小都一致
2、即可。电压、电流波形严重畸变,成为影响供电质量的消除电网中的谐波电流一个新的突出问题。为了保证电网的供电质量和安全、稳定运行,许多学者对谐波产生原因及其谐波负载。消除方法进行了研究电网最初采用由电抗器和电容器组成的“无源”,型一滤波器来滤除谐波但它一般只适用于谐波电流高频控制,静态补偿当电源阻抗随系统结构及运行条件变逆变器检测电路化而发生变化时,会严重影响其滤波性能,且无源滤波器与电源阻抗之间容易发生串联或并联谐有源滤波器振。为克服以上缺点,年代中期,日本泰野幸图有源滤波器补偿原理框图彦等人首先研制出“有源型”谐波补偿器,补
3、偿率’,,可达以上运行试验表明有源电力滤波器不仅能滤除谐波电流,还能补偿无功电流,平衡主回路负序电流,从而实现了谐波和无功的综合补偿。早期研制的有源电力滤波器适用于三相平衡有源电力滤波器以脉宽调制高频逆系统的补偿,但在实际的配电系统中,经常会出变器作为主回路,按其直流侧储能元件的不同,现由瞬态变化的不平衡负荷产生的不平衡电流,“电流型”和“电压型”两种。其主回路又可分为“”因此,为扩大有源滤波器的适用范围,近年来,一电流型逆变器“”些学者又对不平衡三相电力系统中的有源滤波器图为一单相式电流型逆变器电路,。。、进行了进一步的研究取得了一定的成
4、果示意图开关元件由大功率晶体管一乓组,,目前,我国电力系统中一般采用无源滤波器成以直流电抗器编作为储能元件充当直流电滤除,,几,谐波对于有源滤波器的研究尚处于起步阶流源和构成了电流源的续流回路在有源段,本文仅就有源电力滤波器的补偿原理、主回滤波器工作期间,编中应保持恒定的直流电流路形式、控制方法和检测技术等作一简要介绍。爪。“”二电流型的工作原理是通过控制一乓补偿原理的通断,将中的直流电流爪调制成一个脉冲,列电流,再通过低通滤波器解调成所要求的图为一旁路型有源滤波器的补偿原理框补偿电流。电力情报卯器中的开关状态,使输出的补偿电流实时跟随参
5、考电流而变化,以达到理想的补偿效果采用的控制方法主要有“”、“脉宽调制采样偏差控制法““”礴,。法和’协调三相滞后控制法等娜采样偏差控制法低通该方法采用一高增益和固定开关频率的闭环控制系统,控制开关使之处于高状态或低状态,取决于采样偏差信号。该方法对于开关频率较高,“”的系统具有较好的控制特性而对于开关频率较图电流型逆变器电路图,“”,低的系统如大功率逆变器的控制效果则不理由于电流型直流侧的储能元件为电感在,上、下桥臂发生贯穿短路等故障时,可以抑制其想并且对于输出信号的波形不能进行优化处。短路电流,所以保护性能较好。但由于在电路中理始,脉宽调制
6、法终有一个相当于补偿电流峰值的电流流过能,量损耗较大。这是一种应用较为普遍的方法其中又以滞。“”后控制法的效果更为理想它的工作原理是当电压型幼门城逆变器,“”输出的补偿电流超过参考电流’上限时使开图为一电压型三相四象限逆变器,电路示意图。以电容作为直流侧储能元件,提关接低状态从而使加在电抗器蚝上的电压为,,,。,。负降低当低于叮下限时使开关接高状态供一个稳定的直流电压源一为功率开关,,,,,,加在蚝上的电压则为正增加这样使补偿电元件一玖为反并联续流二极管城为滤波,电抗器。流能始终跟随着参考电流而变化从而获得较好的补偿效果。该方法的缺
7、点是由于其开关频率电源、,受到滞后系统及其上下限的限制对于快速暂态控制的效果较差,且开关频率也容易发生较大一下。,网,,网,的变化厂一,口、产、协调三相滞后控制法该方法是一种实时三相滞后开关方案。它采用协调滞后控制器来控制母线电压偏差厂阵的径向和切向分量,利用模拟比较器实现径向和切向滞后的判定,并采用微控制器实现协调坐标变换和监视模拟滞后判定的全过程。在小功率三相实验电路上的试验结果表明,负载该
