时变感性负载的APF控制策略比较与方针

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1、时变感性负载的APF控制策略比较与方针摘要：针对应用于油田中的相控整流技术所产生的谐波，本文采用APF(有源电力滤波器)来滤除此谐波，对电流滞环、三角载波和SVPWM三种控制策略进行研究。对比了不同开关频率下三种控制策略的滤波效果，针对存在的不足，提出了基于线性切换理论的APF控制策略和实现方法。仿真结果表明，线性切换理论在谐波严重的场合具有更好的滤波效果；而触发角不大、谐波比较小时，与其他三种策略没有明显的差距。因此，线性切换适用于阻抗变化大且触发角比较小的整流设备的谐波治理。关键词：APF;电流滞环；三角载波；SVPWM;线

2、性切换ComparingandsimulationofAPFcontrolstrategieswithtimevaryinginductiveloadAbstract:Accordingtotheharmonicwithphase-controlledrectifyingtechnologyproducingappliedoildeposit,thispaperadoptsAPF(activepowerfilter)tofilteroutthehamionic・Thecurrenthysteresis,triangularwa

3、veandSVPWM-threekindsofcontrolstrategiesarediscussed・Thefiltereffectingofthreestrategiesaresketched・Aimingatthedrawback,itshowthatthestrategyandmethodwithAPFbasedonswitchedlineartheory.Thesimulationresultsshowthatthefilteringeffectofswitchedlineartheoryisbetterwhereh

4、armonicisserious;thetriggerangleandharmonicissmall,andthereisnoobviousdifferencecomparedwithotherthreestrategies・ThereforeLinearswitchessuitableforhannonicsuppression,Whentheimpedancechangebigandtriggeringangleofrectifierequipmentchangesmall.Keywords:APF(ActivePowerF

5、ilter);Currenthysteresis汀riangularwave;SVPWM;Switchedlinearsystem1引言油田拥有较独立的电网系统，以电机为主要耗能设备，具有耗电大、强感性和大量应用阻感负载晶闸管相控幣流技术等特点。据胜利油田技术检测屮心数据显示，油田异步电机负载占总负荷的85%以上。相控整流产生(6k±1)次谐波，流入整个油田电网，从而影响电网和用电设备的正常运行，导致事故增加。由于油田电网还的特殊性，谐波也具有多样化的特点，APF滤波不针对某一特定频率，而是检测谐波，并补偿掉谐波，较无源滤波更适

6、合治理油田用电设备产生的较多且复杂的谐波，所以受到人们越来越多的关注，发展也越来越快，其控制策略越來越多样化。文献［1、2、3］分别提到了：电流滞环；三角载波；SVPWMo文献⑴讲述了全数字化的APF电流滞环控制策略实现；文献〔2】重点分析了三角载波下的相频和幅频特性；文献⑶则是基于SVPWM在线调节前馈控制。上述三种控制策略为晶闸管整流电路有源滤波常用的控制方法。但在油田屮，必须考虑整流电路的晶闸管触发角与负载电流均多变的特点。本文基于相控技术产生的谐波问题，对相控电路处在不同触发角一F的谐波治理。针对以上三种方法存在基金项目

7、：国家自然科学基金青年基金(51207170)中央高校基本科研业务费专项资金资助(14CX02172A)(14CX02085A)作者简介：万纪博(1989J,男，硕士研究生，研究方向为电力系统自动化的不足，把线性切换理论［7］应用于油山强感性负载的APF控制策略中，建立了Matlab下的仿真模型，比较滤波效果和最大开关频率，得岀四种控制第略的优势和局限性，并确定了适合油山这样谐波畸变严重的特殊负荷的APF控制策略。2谐波分析和匚-巧谐波检测法2.1谐波分析如图一所示非线性负载为相控晶闸管电路，其负荷在油出中多为阻感负载，负荷段电

8、流为Id,若负荷电感足够大，则Id可看作无脉动直流电流。若ea=Emsin(^+«),a为触发角。则有：图1.APF电路2jiA=/d[sin（tyr+a）-—sin（5tyt+a）+...]（1）7T5由上式可看出相控整流电路仅含有6k±1次谐波，谐波频率明显