并联有源电力滤波器谐波畸变率的解析算法.pdf

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1、第44卷第7期电力电子技术2010年7月PowerElectronicsJuly2010并联有源电力滤波器谐波畸变率的解析算法周导，陈敏，张涛，徐德鸿(浙江大学，浙江杭州310027)摘要：针对带桥式整流阻性负载的并联型有源电力滤波器(APF)，按照谐波次数分解，从理论上推导出网侧电流畸变率与电路参数之间的关系式。研究了控制环路延时及死区环节两者对补偿效果的影响，并通过Madab软件建立模型证明了理论分析的正确性。最后在一台15kVA三相四线的并联APF样机上验证了该方法的实用性和有效性。关键词：有源电力滤波器；控

2、制延时；死区时间；补偿精度中图分类号：TN713文献标识码：A文章编号：1000—100X(2010)07—0012—03AnalysisAlgorithmforCalculatingTHDinShuntActivePowerFilterZHOUDao，CHENMin，ZHANGTao，XUDe—hong(ZhejiangUnwe~ity，Hangzhou310027，China)Abstract：Basedontheshuntactivepowerfilter(APF)withresistiveloadandbr

3、eakingupharmonicorder，relationshipbetweendtotalharmonicdistortion(THD)andsystemparametertheoreticallyisdeduced．Besides，theinfluenceofcontroldelayanddead—timetocompensationaccuracyisstudied．Simulationandexperimentalresultsina15kVAAPFprototypedemonstratetheefect

4、ivenessandefficiencyoftheproposedmethod．Keywords：activepowerfilter；controldelay；dead—time；compensationaccuracyFoudationProject：SupposedbythePowerElectronicsScienceandEducationDevelopmentProgramofDeltaEnviron—mental&EducationalFoundation(No．2007—2009)1引言电流i。具有较

5、小的谐波畸变率。isiL有源电力滤波~(ActivePowerFilter，简称APF)⋯作为一种有效的被动式谐波治理方案。近年来越来越受到人们重视。有源滤波装置作为实时补偿系统，对数字化控制引入的固有延时十分敏感【】1。诸多学者已认识到该问题，并提出相应的解决方案。文献[2]证明延时来自于数字化控制和死区两方面，并且提出延时的补偿策略。文献【3】中通过搭建Simulink仿真模型．借助其自带的快速傅里叶变换分析模块得图1三相四线并联有源滤波器系统结构知谐波畸变率的大小但上述文献均未建立APF模iL采样后经指令电流

6、发生电路产生指令电流型，不能得到补偿精度与电路参数及延时的解析关，其中采用瞬时无功算法。引入三角波PWM调制系。文献[4】提供了APF的建模思路。后，使输出电流i跟踪为防止上下开关管直通，针对带桥式整流阻性负载的并联型APF，按照PWM信号要经死区环节后才能作为开关管的驱动谐波分解原理，精确推导出网侧电流畸变率与电路信号。APF主电路采取三相四线结构，三相解耦相互参数之间的关系式．然后综合考虑控制环路中引入独立工作。在单相半桥逆变器中，采用双极性三角载的延时及死区时间．研究了两者对补偿精度的影响。波PWM调制，引入

7、开关周期平均概念，可得：仿真和实验都验证了理论推导的有效性。。(s)／(s)=一／(1)式中：(s)为逆变器输出电压；(s)为调制波幅值；为母2并联有源电力滤波器建模线上下电容的电压值；为三角载波幅值。图1示出电容中点式三相四线并联APF系统调制波变化反应到PWM跳变需要一定时间．结构。一方面，整流桥阻性负载提供谐波源，负载电该时间与调制波幅值相关，最长为一个开关周期，流为i另一方面，电压型逆变器(vsI)经过接I：1电最短为零，取平均后．可将PWM调节器等效为时间感L产生补偿电流，抵消．的谐波分量，使得网侧常数为

8、2的一阶惯性环节圈。基金项目：台达电力电子科学教育发展基金(2007—2009)调制波取决于i与的大小，可将半桥逆定稿日期：2oo9—12—29变器输出等效为受控电压源“。，．等效为谐波电流作者简介：周导(1985一)，男，浙江江山人，硕士研究生，研源，网侧等效为电压源e串联网侧电抗五，接口电感究方向为有源电力滤波器。Z，则APF模型如图2所示。控制系数为：