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电力有源滤波器在供电系统中的应用(续)

来源:机房360 作者:曲学基 更新时间:2013-9-24 13:03:52

摘要:电力有源滤波器在供电系统中的主要应用是补偿电网中的谐波和无功功率,依此改善交流电源的供电质量。文中介绍了电力有源滤波器的电路结构以及控制方式。给出了电压型电力有源滤波器、电流型电力有源滤波器、多模式电力有源滤波器以及混合型电力有源滤波器的电路结构,并重点介绍无功电流和谐波电流的检测、逆变器直流侧电源电压的控制以及混合型电力有源滤波器的控制方案,最后给出了电力有源滤波器的补偿特性。

  图13为检测市电电网侧电流控制方式的结构图。图中传递函数G1(s)、GA(s)、G2(s)的含义与图8相同。G(s)为一阶惯性微分环节,其作用是用来改善电力有源滤波器的补偿特性。该环节的传递函数为

  


  G(s)应在保持系统稳定的前提下,尽量取较大的放大倍数,以增大系统的开环增益,这样可得到良好的补偿特性。由于该控制电路为闭环控制系统,其补偿效果要优于检测负载电流的控制方式。但在实际应用中,取得良好的补偿效果(增大开环增益)与系统保持稳定是矛盾的。为解决这一矛盾,可采用其改进型控制方式,检测市电电网侧电流的改进型控制方式的结构如图14所示。在该结构图中,增加了对谐波分量的负反馈,以提高系统的稳定性。


  (3)复合控制方式

  复合控制方式是上述两种控制方式的组合。其电路原理图和控制方式的结构图分别如图15和图16所示。从图中可以看出,检测电流的取样点有两个:负载电流iaL和市电电网输入的电源电流ia。iaL和ia经检测电路得到指令电流ic*,再通过SPWM控制器控制逆变器,逆变器的输出电流并入市电电网。在复合控制方式中,两种控制方式所起的作用是不同的。由于指令电流ic*主要是通过检测负载电流iaL得到的,可以对负载电流中的谐波分量进行补偿。所以,电力有源滤波器的谐波补偿作用主要靠控制方式①来完成。而市电电网输入的电源电流ia和校正环节G(s)的主要作用是抑制HPF和市电电网阻抗之间的谐振。由于谐波补偿不是控制方式②的主要任务,所以G(s)的放大倍数不必太大,这样可以保证系统的稳定性。复合控制方式具有①、②两种控制方式的优点,是一种比较理想的控制方式。

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