基于复合预测控制的并联有源电力滤波器研究

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1、基于复合预测控制的并联有源电力滤波器研究涂方明张鹰（海军驻武汉四三八厂军事代表室，武汉430060）摘要：通过建立线性预测数学模型，分析了线性预测的不稳定性和差一拍控制对谐波补偿输出的影响，提出了将线性预测与记录一周期谐波电流采样点作为后续预测电流相复合的无差拍控制，消除了采样与计算延时对系统的影响。仿真结果表明，平均滤波器应用于ipf谐波电流检测算法中，谐波检测精度较髙、响应速度较快：采用复合无差拍控制，对谐波抑制与无功补偿有较好的稳态精度和动态响应速度.在整体上提高了并联有源电力滤波器的谐波抑制与无功补偿性能。关键词：平均滤波器瞬时无功功率理论线性预测复合无差拍控制中图分

2、类号：TM76TN713文献标识码：A文章编号：1003-4862（2012）05-0037-04StudyofParallelActivePowerFilterwithCompoundPredictiveControlTuFangming,ZhangYing(NavalRepresentativesOfficeinNo.438Factory,Wuhan430060,China)Abstract:Bysettingupthelinearpredictionmathematicalmodelftheinstabilityoflinearpredictionandtheejfec

3、tofthedeadbeatcontroltotheharmoniccompensationoutputarestudied.Itprovidesthatthevalueoflinearpredictionandacycleofharmoniccurrentsamplingpointsareusedforthedeadbeatcontrolforthecurrent.Simulationresultsshowthattheapplicationbasedontheinstantaneousreactivepowertheory/p-zqharmoniccurrentdetec

4、tionalgorithmhastheadvantagesofhighaccuracyofharmonicdetectionandfastresponsespeedandthedeadbeatcontrolandimprovesthesteady-stateaccuracyanddynamicresponsespeedofharmonicsuppressionandreactivepoxvercompensation..Key:averagefilter;instantaneousreactivepowertheory;linearprediction;compounddea

5、dbeatcontrol0引言有源电力滤波器的补偿性能主要依赖于两个方面：一是谐波检测电路的精度和速度；二是谐波补偿控制电路的时效性。在谐波检测电路中，基于瞬时无功功率理论的ip-iq谐波电流检测方法，原理简单，易于实现⑴，得到了广泛应用。由于该方法的检测精度和响应速度主要取决于滤波特性，因此对其中低通滤波器的性能研究就显得尤为重要。平均滤波器设计简单，通过改变采样点数即可改变滤波精收稿日期：2011-12-15作者简介：涂方明（1979—）,男，工程师，研究方向为电力系统自动化。度和响应速度。线性预测方法简单，计算量小，是目前应用较多的预测方法⑵。但由于系统采样与计算延时

6、，线性预测容易造成稳态误差较大和系统不稳定⑶。为此，本文对平均滤波器应用于谐波检测进行了分析和仿真研究，并重点提出了将线性预测与记录一周期谐波电流采样点作为后续预测电流相复合的无差拍控制，以消除延时对系统的影响，将其与空间电压矢量调制方式相结合，控制谐波与无功电流的补偿输出，并进行了仿真研究。1并联有源电力滤波器的数学模型并联有源电力滤波器电路图如图lo其中厶为电源漏感、心为电源内阻、厶c为主电路滤波电感、R为滤波电感内阻和开关管通断死区37引起的电压损失的等效电阻。将式(3)代入式(2)得:C^UcU一厶-^-RiMedt8U*-Lc警-RiccAJ上低一…一再◎亠•・•I

7、A!r5l.icS焯S乜s呻L-・1—・・—«1丨■■■n图1并联有源滤波器电路图由于电源漏感厶及内阻&很小，可忽略不计，根据基尔霍夫电压定律，由图1可得如下式:5-L待-Ri“=U“0)U—备％=心对于主电路又有如下式：'U/UjU"5=55⑵'U貯U/Ur由式(2)可得：[%-X咕]■■U.ka■U"%=■%%-%U-%%i%⑷对于主电路，定义开关系数Sa、Sb、Sc为1,分别代表a、b^c上桥臂导通：Sa、Sb、Sc为0,分别代表a、b、c下桥臂导通。由此可得主电路桥臂电压与开关系数关系式为：■■