新型混合型有源电力滤波器及其控制方法

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1、第28卷第4期2011年4月计算机应用研究ApplicationResearchofComputersV01．28No．4Apr．2011新型混合型有源电力滤波器及其控制方法彭劲杰1，樊晓平1’2，李刚1(1．中南大学信息科学与工程学院。长沙410075；2．湖南财政经济学院信息管理系，长沙410205)摘要：提出了一种能应用在中高压系统的新型混合型有源电力滤波器，并提出一种新的直接功率控制算法。首先给出了新型混合型有源电力滤波器的拓扑结构，并通过其电气模型得到系统的传递函数，利用传递函数分析了该滤波系统的滤波原理及谐波抑制能力。利用Routh判据对该滤波系统的稳定性进行分析，验证该系

2、统能稳定运行。同时研究了一种新的直接功率控制算法，通过仿真实验，验证了该滤波系统和控制算法的有效性。关键词：谐波抑制；无功补偿；功率控制；有源电力滤波器中图分类号：TM48；TM76文献标志码：A文章编号：1001—3695(2011)04—1375-03doi：10．3969／1．issn．1001-3695．2011．04．049NewhybridAPFandcontrollingmethodPENGJin-jiel，FANXiao·pin91”，LIGan91(1．SchoolofElectrical＆Information踟曲咖。Hunan№蚵，Changsha410075，C

3、h／na；2．Dept．ofInformationManaging，HunanFinanceEco∞micsCollege。Changslm410205，China)Abstract：ThispaperproposedanewhybridAPF(NHAPF)。whichcouldbeappliedinhishvoltagesystem．ThispaperalsoproposedanewdirectpowercontrollingmethodforNHAPF．GavethetopologyofNHAPF．whosetransferfunctionwasob-tainedbyitselec

4、tricmodel．AnalyzedthecompensatingprincipleandcapabilityofNHAPFwiththetransferfunction．Alsoan—alyzedthestabilityofthesystembyRouthcriteria．Itresearchedanewdirectpowercontr01．Simulationexperimentshowsthevalidityofthecompensatingsystemandthecontrollingmethod．Keywords：harmonicsuppress；reactivepowerc

5、ompensation；powercontrol；APF随着工业中电力电子器件的广泛应用，感性和非线性负载对电网的污染问题日趋严重。污染表现为两个方面：一是无功功率，二是谐波。因此，无功功率的补偿和抑制谐波污染受到越来越多的关注。采用电力电子装置就近吞吐无功和进行谐波电流治理，是提高功率因数和抑制谐波污染的有效措施。FC(瓜edcapaci．tor)+TCR(thyristorcontrolledreactor)型静止无功补偿器(sta．ticVatcompensator，SVC)通过并联固定电容器FC，提供容性无功；但是SVC工作时本身也会产生谐波电流，体积庞大，而且无源滤波器的滤波

6、性能受系统参数影响大，只能补偿固定次数谐波，同时不可避免地存在与电网等效阻抗发生串并联谐振的可能⋯。目前治理高压大容量系统谐波的方式是结合能动态补偿的有源滤波器(activepowerfilter，APF)与低廉成本结构简单的无源滤波器(positivepowerfilter，PPF)的混合有源滤波器忙西J。常见的混合型滤波器主要有APF与PPF串联后接入电网和串联谐振注入型APF等形式。APF与PPF串联后接入电网的形式连接变压器流过负载基波电流；串联谐振注入型APF不能同时获得较好的谐波补偿性能和较小的有源部分容量，而且支路上端的电容将很大¨-。本文提出了一种应用于中高压系统的新型

7、混合有源电力滤波器(newhybridactivepowerfiber，NHAPF)的拓扑结构。该结构以一路5次单调谐滤波支路代替PPF组，通过引入这一路单调谐滤波支路降低整个注入支路的谐振频率，从而避免了电网谐波电压的放大现象，并且流入APF的谐波电流减少。同时由于5次单调谐滤波支路对谐波呈现低阻抗特性，有利于谐波电流的注入。本文首先给出了新型混合有源电力滤波器的拓扑结构及滤波原理，然后提出了相应的新的直接功率控制方法。仿真实验验证了该结构和