基于相位滞后补偿的有源电力滤波器性能提高研究

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1、第45卷第3期电子科技大学学报V_01．45No．32016年5月JournalofUniversityofElectronicScienceandTechnologyofChinaMav2016基于相位滞后补偿的有源电力滤波器性能提高研究朱朝文，袁海文，郭鑫，马钊2，周莉梅2(1．北京航空航天大学自动化科学与电气工程学院北京海淀区100191；2．中国电力科学研究院北京海淀区100192)【摘要】分析了引起有源电力滤波器(APF)补偿电流相位滞后的原因，建立了相应数学模型，并利用MATLAB4．~"真研究了相位滞后对有源电力滤

2、波器补偿性能的影响，提出了一种输出补偿电流零相位滞后的超前校正方法，实现了与电源中相应分量的相位同步。最后通过仿真和实际工程应用，证明了该补偿方法的可行性和有效性。关键词有源电力滤波器；谐波；超前校正；性能；相位滞后中图分类号TM712文献标志码Adoi：10．3969~．issn．1001—0548．2016．02．014ResearchonPerformanceImprovementofActivePowerFilterBasedonPhase—LagCompensationZHUChao—wen，YUANHai．wen1G

3、UOXin，MAZhao，andZHOULi—mei，(1．SchoolofAutomationScienceandElectricalEngineering，BeihangUniversityHaidianBeijing100191；2ChinaElectricPowerResearchInstituteHaidianBeijing100192)AbstractThereasonsofthecompensationcurrentphase—lagofactivepowerfilters(APFs)isanalyzedindet

4、ail．thecorespondingmathematicalmodelissetup．andthephase—lagtoinfluenceofcompensationperformanceiSdescribedaswellbyMATLAB．Afterthen．aleadcorrectionmethodofcompensationcurrentwithzerophase—lagiSproposedtoimplementthephasesynchronizationofsupplysourcecomponents．Thesimul

5、ationandactua1applicationresultsshowthefeasibilityandvalidityoftheproposedmethod．KevwordsactivepowerfilterfAPF1：harmonics；leadcorection；performance；phase．1ag有源电力滤波器(APF)主要用来动态、实时滤除能算法主要在谐波提取中引入了小波变换、神经元非线性负载引起的电源系统中的谐波和无功电流，网络以及自适应理论等一些智能手段L8J。以上各种是目前公认的治理和改善电力系统电能质量

6、最有效算法虽然能够有效进行谐波提取，并且某些算法也的手段，其性能显著，效果突出，具有无源滤波器、具有较高的实时性和快速性，但是由于每种算法本功率因数校正等传统谐波抑制装置无可比拟的优势身的特性以及算法实现过程中的时间消耗，加上整[1-3]。然而，其谐波滤除功能的实现是以补偿电流与个系统中其他单元的时间延迟，最终会导致补偿电电源中谐波及无功分量相位同步为基础的，性能及流中不可避免地出现相位滞后，从而限制了有源电效率补偿程度成为其能否获得广泛应用的一个极其力滤波器整体的补偿性能。因此，研究有源电力滤重要的因素。波器中克服时序滞后的输

7、出电流相位补偿方法，对有源电力滤波器是一个对实时性要求很高的系进一步提高有源电力滤波器补偿性能，进一步扩大统，其补偿性能主要取决于系统谐波电流的提取算其工程应用范围具有重大意义。法。现阶段，关于有源电力滤波器谐波提取算法以本文首先分析了导致有源电力滤波器补偿电流及在提高算法的快速性与准确性上有着丰富的研究相位滞后的原因，研究了相位滞后数学模型对补偿成果I4]。谐波电流提取算法分为经典和现代智能算性能的影响；提出了相位超前校正补偿方法，实现法，经典算法包括日本学者最早提出的基于瞬时无了输出补偿电流与电源侧电流分量的相位同步；最功理

8、论的谐波提取算法、基于带通(陷波)滤波器的选后通过仿真研究和实际工程应用，证明了该方法切频算法和基于快速傅里叶变换的频域算法；现代智实可行。收稿日期：2015—10—29；修回日期：2016—02—29基金项目：国家自然科学基金(6l273l65)；航空科学基金