有源电力滤波器主电路死区效应及补偿策略研究

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1、有源电力滤波器主电路死区效应及补偿策略研究朱朝文，袁海文，郭鑫（北京航空航天大学H动化科学与电气工程学院，北京100191）摘要：以电力电子装过为主的大量非线性负载的广泛使用，给独立电源和大电网系统带來了极大的谐波和无功污染，降低了电源供电质量。通常釆用在电源侧加装冇源电力滤波器来滤除电网中的谐波和无功电流，使其只提供基波分量。冇源电力滤波器主电路中的功率器件不可避免地存在死区时间，死区时间的存在将导致输出电流波形失真，输出电压与期望电压产生偏差，而II会产生新的附加谐波，从而对APF的补偿性能产生消极影响，降低装置补偿效果。本文以海上石汕钻井平台用三相三线制有源电力滤

2、波器为研究对彖，在介绍系统补偿原理和主电路拓扑结构的基础上，定性分析了死区效应的形成机理以及对系统补偿性能的影响，而后提出了-•种新型的基于电流反馈的死区补偿策略。通过MATLAB仿真研究以及研制的70KVA的有源电力滤波器的实际工程验证，证明了该方法的可行性和有效性。关键词：有源电力滤波器；死区效应；电流反馈；补偿策略中图分类号：TM712InvestigationonMaincircuitDead-timeeffectandCompensationstrategyofActivePowerFilterZHUChaowen,YUANHaiwen,GUOXin（Auto

3、mationScienceandElectricalEngineeringSchool,BeihangUniversity,Beijing100191）Abstract:Thewidespreaduseoflotsofnonlinearloadsmainlyonpowerelectronicshavebroughtgreatharmonicsandreactivecurrentpollutiononisolatedpowerorlargegridsystemandreducedthequalityofpowersupply.Installingactivepowerfi

4、lterinpowersideiscommonlyusedtoremoveharmonicsandreactivecurrentofsupply,makingitprovidefundamentalcomponent.Thereisdead-timeofthepowerswitchingdevicesinmaincircuitabsolutelywhichwillleadoutputcurrentwaveformtodistortandproducenewadditionalharmonicssothathaveanegativeeffectonoutputcompen

5、sationcurrentandreduceAPF'scompensationperformance・Thepaperintroducedcompensationprincipleandmaincircuittopologyfirstandanalyzedthedead-timeeffect'sformationmechanismandinfluenceofcompensationperformancequalitatively.Thenitproposedanewdead・（imecompensationstrategybasedoncurrentfeedback・T

6、heproposalisprovedtobeeffectiveandfeasiblebyMATLABsimulationandactualprojectverificationofR&D70KVAAPF.Keywords:Activepowerfilter;Dead-timeeffect;Currentfeedback;Compensationstrategy0引言近儿十年來，随着经济的快速发展，以各种电力电子装置为主的非线性负载广泛应用于电力系统、军事、工业、以及交通运输当屮，由此给独立电源系统及公用电网带來了大量的谐波和无功污染，严重影响了电源的供电质量。目前，主耍

7、使用在电源侧加装有源电力滤波器（APF）來滤除电网中的谐波和无功电流。APF是一种主动向电源中注入与补偿对象所需大小相等，相位相反的谐波及无功电流的补偿装置，它能够对频率和幅值都变化的谐波及无基金项高等学校博士学科点专项科研基金（20111102110007）作者简介：朱朝文，（1987-）,男，博士研究生，主要研究方向为电力电子技术与应用，检测技术与自动化装置。通信联系人：袁海文，（196&）,男，博上生导师，教授。主要研究方向是电力电子技术，检测技术与自动化装置，嵌入式系统开发与应用.E-mail:yhw@buaa.edu.cn功进行