并联有源滤波器补偿容性非线性负载的研究.pdf

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1、研究与开发并联有源滤波器补偿容性非线性负载的研究张涛(易事特集团股份有限公司，广东东莞523808)摘要本文针对实际工程应用中并联型有源滤波器补偿UPS容性非线性负载时产生振荡这一问题，在详细分析UPS容性非线性负载特性的基础上，提出了基于FFT的有选择谐波补偿方案以抑制系统谐振。研制一台50kVA三相四线并联有源滤波器，对200kVA十二脉波相控整流装置的UPS进行谐波补偿实验，实验结果验证了补偿方案的有效性。关键词：并联有源电力滤波器；容性非线性负载；FFT；有选择谐波补偿StudyofCompensa

2、tionforCapacitiveNonlinearLoadinActivePowerFilterZhangTao(EastGroupCo．，Ltd，Dongguan，Guangdong523808)AbstractItisaseriousresonancephenomenonhappenedwhencompensatingcapacitivenonlinearloadforactivefilterinpracticalapplicationfield．Thepaperproposedamethodofse

3、lectiveharmoniccompensationbasedonFFTalgorithmafteranalyzingtheloadfeaturesofUPScapacitivenonlinearload．Finally,theexperimentalresultsofa50kVAshuntactivefilterforcompensatinga200kVAUPScapacitivenonlinearloadwithphase—controlledrectifierequipmentaregiventov

4、erifyeffectivenessoftheproposedstudy．Keywords：APF；capacitivenonlinearload；FFT；selectiveharmoniccompensation目前大量使用的电子设备，例如大功率可控硅偿的频率段内，有源电力滤波器输出的补偿电流将相控整流电路，交交变频器，工业用电弧炉，开关会引起系统谐振，这就是并联型有源滤波器补偿容电源以及其他非线性负载产生了大量的谐波导致了性非线性负载时遇到的典型问题【3]。严重的电网污染。并联有源电力滤波器(Shunt

5、很多学者已经认识到这个问题，并提出相应的ActivePowerFilter)作为一种有效的被动式谐波治解决方案。文献[4]中采用检测电网电压的控制方式理方案，近年来越来越受到人们的重视l1]。达到谐波阻尼的目的，但控制方式是在电网电压比并联型有源电力滤波器工作时，通常控制为一较理想的情况下实现谐波阻尼的，没有考虑到现场个喈波电流源[2】，适合补偿电流型谐波源，如阻感实际电网电压畸变对控制的影响。文献[5]给出一种型负载，不适合补偿电压型谐波源，如电容滤波型补偿负载电流谐波和阻尼谐波放大两种情况时的新整流负载

6、l3]。但是，并联有源电力滤波器在实际工型控制策略，并通过实验验证了可行性和有效性，程应用中，不可避免地会遇到补偿电容滤波型整流但提出的新控制策略算法较为复杂，并且是基于并负载的情况，比如采用相控整流装置的大功率UPS。联混合型有源滤波器的前提下实现的，无法直接应由于提高功率因数的需要，这些UPS装置在相控整用于目前的谐波振荡抑制。流装置前一般都要安装大的无功校正电容，当并联本文针对实际工程应用中遇到的并联型有源滤有源滤波器投入时，如果这些电容和电网电感构成波器补偿UPS容性非线性负载时出现的谐振问题，并联

7、谐振回路的固有谐振频率在有源电力滤波器补仔细分析了某种型号UPS容性非线性负载的特性76I电

8、

9、l技7It2016~4研究与开发后，结合现场实际情况，采用基于FFT的有选择谐源滤波器输出电流的次谐波分量，i为负载电流波补偿方案，消除了系统谐振，最终实验验证了补中的／7次谐波分量；fI．c表示UPS负载滤波电容支偿方案的有效性。路电流的／7次谐波分量，i表示UPS负载电容滤波型整流电流中的次谐波，等效为谐波电流源，1并联有源滤波器补偿UPS容性非线性上述中，n是一个大于2的整数；此外，G(1表示从负载谐振现象

10、分析i到i。的传递函数。因此网侧等效阻抗，滤波电电容中点式三相四线并联有源电力滤波器补偿容阻抗Zc，G()分别定义如下：P0图1并联有源滤波器补偿UPS容性非线性图3有源滤波器补偿容性非线性负载的模型(谐波段)负载主电路结构图z=+1图1中，e、eh、e为三相电网电源相电压，为电网等效电感，，J为并联有源滤波器的输出滤波Zs=sLs1电感，UPS容性负载为电压型谐波源。其中C和G()=而-1是某种型号200kVA