农村电网中并联混合型有源滤波器及其控制方法

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1、2012年4月农机化研究第4期农村电网中并联混合型有源滤波器及其控制方法王威，朱伟兴，陈志刚，张启甲(江苏大学，江苏镇江212013)摘要:针对农村电网中的谐波污染日趋严重的问题，分析了一种并联电感型混合有源滤波器的工作原理，并利用广义积分控制方法来实现电网电流的无差跟踪。利用PSCAD/EMTDC软件进行仿真，结果表明，该算法在并联电感型混合有源滤波器中的应用效果与传统PI控制器相比，能获得较好的滤波效果，为农村电网的谐波治理提供了很好的理论基础。关键词:农村电网;谐波污染;混合有源滤波器;广义积分控制方法中图分类号:TM727．1;S24文献标识码:A文章编号:1003－18

2、8X(2012)04－0194－04罗邵屏等结合传统滑模变结构快速性好及递推积分0引言控制无稳态误差的优点，提出一种用于注入式混合有［6］电力电子设备在农村电网中的应用日益广泛，然源滤波器三重滑模变结构的控制算法。涂春鸣等而产生的谐波污染严重降低了农村电网的质量，增大结合传统滞环控制算法响应速度快和比例谐振积分了电能损耗，影响了农村电网的安全运行，缩短了电控制算法无稳态误差的优点，提出了一种复合型滞环［1］动机和发电机等电气设备的使用寿命。抑制农村控制作为新型注入式混合型有源电力滤波器的电流［7］电网谐波污染的方法主要有两种:一是对电力电子装跟踪控制算法。郭伟峰等提出一种适用于中

3、高压置本身进行改进，使其不产生谐波;二是在电力系统混合并联有源电力滤波器的新型滑模控制方法，该方的谐波负载交流侧装上滤波器，来补偿电网谐波。实法可以有效地抑制由电网电压畸变和非线性负载引［8］际应用中，采用更多的是第2种方案，它根据负载谐起的谐波电流，同时具有电磁干扰小的优点。波的种类来选择不同的滤波器。滤波器的种类主要本文分析了一种并联电感型混合有源电力滤波器有无源电力滤波器、有源电力滤波器及混合有源电力的结构和工作原理，通过广义积分迭代控制算法对电滤波器。其中，混合有源电力滤波器结合了无源电力网电流进行无差控制，并利用PSCAD/EMTDC软件进滤波器和有源电力滤波器的优点，

4、是有源滤波技术的行了仿真，验证了此方法的有效性。［2－3］一个重要发展趋势。混合型有源电力滤波器结构1并联电感型混合有源电力滤波器类型较多，郑建勇等提出了一种并联电感型混合有源电力滤波器(PITHAPF，ParallelInductorTypeHAPF)，1．1电路结构附加的电感与有源部分并联，提供了基波电流通路，PITHAPF的拓扑结构如图1所示。从图1可以看并减小了有源部分的分压，进而有效地减小了有源部出，有源滤波器与耦合变压器耦合后跟附加电感并分的容量，使其适用于大容量系统［4］。联，然后跟无源滤波器串联，最后并入电网。无源滤混合型有源滤波器的谐波治理效果在很大程度上波器由

5、几条单调谐滤波器和高通滤波器构成，其中单依赖于电流跟踪控制算法的好坏。唐欣等提出了应调谐滤波器主要实现滤除谐波和无功补偿的功能，附用于混合型有源滤波器的递推积分PI控制算法，用于加电感可以使滤波器承受一定的频偏，避免谐振。高通滤波器具有滤除开关频率附近谐波的功能。有源消除系统的稳态误差和提高系统的动态性能，具有计滤波器的作用主要是改善无源滤波器的滤波效果。算量小和工程易实现的特点，且为提高系统的抗干扰［5］图1中的APF被控制为一个谐波电流源，所以基性及鲁棒性引入了参考电流模糊加权前馈控制。波无功电流被强迫流过阻抗值很小的附加电感La，收稿日期:2011－06－02APF仅流过谐

6、波电流。附加电感La与无源滤波器相基金项目:国家“863”高新技术研究发展计划项目(2008AA/00905，2006AA/0A3053)比其基波阻抗很小，故APF所承受的电压也很低，因作者简介:王威(1985－)，男，河南平舆人，硕士研究生，(E－mail)wangweidianqi@sina．com。此APF的容量可以很小。上述特点表明，这种混合有·194·2012年4月农机化研究第4期源电力滤波器可应用于大容量的场合。电流的表达式为1ish=ush+Zsh+Zfh+(1+Ks)ZahZfh+Zahilh(2)Zsh+Zfh+(1+Ks)Zah由式(2)可知，Ks取值适当可以

7、有效降低网络中的谐波含量。若不考虑网络谐波电压的影响，即ush=0，则可得到Zfh+Zahish=ilh(3)Zsh+Zfh+(1+Ks)Zah由式(3)得到的简化电路如图4所示。对于ish而图1PITHAPF的拓扑结构言，该电路与图3等效。Fig．1StructureofPITHAPF当APF过电流或故障时，该系统可借助于快速熔断器迅速脱离整个滤波系统。与此同时，无源滤波器和附加电感La组成的滤波系统还可正常工作，不至于对电网造成较大的冲击。因此，这种混合有源电力滤波器实用性很