基于无差拍控制的有源电力滤波器研究.pdf

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1、弟40巷弟1l期电力电子技术Vo1．46，No．112012年11月PowerElectronicsNovember2012基于无差拍控制的有源电力滤波器研究王志良，王永，訾振宁，黄杰(1．北京航空航天大学，自动化科学与电气工程学院，北京100191；2．中国电力科学研究院中电普瑞科技有限公司．北京100192)摘要：为解决有源电力滤波器(APF)在谐波电流检测和数字芯片处理过程中所带来的延时问题。提出了一种基于空间矢量的无差拍控制策略。深入分析了APF的系统原理，研究了空间矢量无差拍控制的原理，给出其控制策略。为了减小由谐波电流检测引起的延

2、时，采用了基于瞬时无功功率理论(IRPT)的谐波电流检测方法。采用EMTDC／PSCAD软件搭建了基于无差拍控制的APF系统进行仿真验证。同时搭建了380V／150A样机进行实验验证，结果表明此种控制算法能有效抑制APF延时带来的误差，具有较好的动态特性。关键词：有源电力滤波器：无差拍控制：谐波电流中图分类号：TM713~．8文献标识码：A文章编号：1000—100X(2012)11-0055—02ResearchonDeadbeatControlStrategyofActivePowerFilterWANGZhi—liang，WANGYon

3、g，ZIZhen-ning2，HUANGJie(1．BeijingUniversityofAeronauticsandAstronautics，Bering100191，China)Abstract：Inordertosolvethetimedelayofactivepowerfilter(APF)intheprocessofharmoniccurrentdetectionanddigitalchip，adeadbeatstrategybasedonspacevectorisproposed．Itanalysestheprincipleoft

4、heAPFsystemandspacevectordeadbeatcontroltheory，anditscontrolstrategyisgiven．Inordertoreducethedelaycausedbythehar—moniccurrentdetection，theharmoniccurentdetectionmethodbasedoninstantaneousreactivepowertheory(IR)isused．EMTDC／PSCADsoftwareisusedtobuildasimulationbasedonthedea

5、dbeatcontroloftheAPFsystemanda380V／150Aprototypeisbuilttoverifythestrategy．Theresultsshowthatsuchacontrolstrategycaneffectivelysup—presstheAPFdelayelTor，andhasgooddynamiccharacteristics．Keywords：activepowerfilter；deadbeatcontrol；harmoniccurrent1引言中，e为交流电压；i为电网电流；i。为APF产生补偿电

6、流；i为负载电流，负载为谐波源。APF是解决电网谐波电流问题的新一代电力电子装置，用于动态补偿谐波和无功，通过检测电网谐波电流。产生与之大小相等、极性相反的补偿电流，从而使电网电流中仅含基波电流。谐波电流检测和数字处理芯片采样、计算所带来的延时会图1并联APF结构框图严重影响APF补偿效果。在此研究了基于空间矢Fig．1BlockdiagramofparallelAPF量的APF无差拍控制算法和基于IRPT的谐波检APF基本原理如下：电流互感器检测负载侧测算法。将其结合使用，减小延时所带来的补偿误差。为验证算法可行性，基于EMTDC／PSCA

7、D搭建电流，负载侧电流通过谐波检测算法求得谐波电仿真模型进行验证，仿真效果良好。在此基础上，搭流，即指令电流。通过合理的控制算法使主电路建了380V／150A样机，其结果表明APF补偿效果按指令产生补偿电流，补偿电网电流谐波。即：达到要求，系统具有较好的动态特性。T=ih+i。；【Ⅱ+Ih；io=-iLh；L’s=tL+t。=Lf(1)式中：为数字处理系统采样周期；i，i分别为负载电流2APF原理分析的基波分量和谐波分量。图1示出最基本的APF系统结构框图。其由式(1)可见，补偿后不含高次谐波。3无差拍控制算法和空间矢量算法分析定稿日期：20

8、12—04—28作者简介：王志良(1987一)，男，北京大兴人，硕士研究生3．1无差拍控制算法研究方向为电力电子与电力传动。无差拍控制开关频率固定，具有良好的动态5