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基于改進型諧波檢測方法的并聯型有源濾波器的閉環控制

作者: 時間:2011-06-01 來源:網絡 收藏
  摘 要:介紹了一種的并聯型的閉環方案。該用積分、延時和增益環節代替傳統ip,iq方式中的低通,檢測延時可減少到1/6個電源周期,同時這種可以推廣到單相、三相四線電路和三相不平衡負載的場合中。采用三角載波方法進行電流閉環跟蹤,主電路器件開關頻率固定且補償電流準確跟蹤指令電流。能量平衡原理并借助檢測環節實現了逆變器直流側電壓的閉環。仿真結果驗證了該方案的正確性,采用該方案后,電源電流得到有效改善。

  關鍵詞:并聯型檢測;電流跟蹤;直流側電壓控制

  電力電子器件的廣泛使用導致電力系統的問題日益嚴重。電力濾波器(APF)是目前補償諧波和無功的重要的電力電子裝置。傳統的APF諧波電流檢測方法如快速傅立葉變換方法需要進行2次變換,這大約需要80ms的時間,導致其實時性不好。最小補償電流法是一種快速(實驗部分給出的檢測延時是1/2個電源周期)的諧波檢測方法,但是檢測環節需要比例調節器和一個辨別極性的反饋電路,從而增加了系統復雜度。文獻[4]提供了一種神經網絡自適應算法的可選擇諧波和無功電流檢測方法,這種方法有約2個電源周期的檢測延時,且截止諧波次數的選取缺乏理論根據。基于瞬時無功功率理論的檢測方法將檢測出的基波電流和負載電流相減,得到全部諧波電流。但是這種檢測方法中低通濾波器(LPF)的存在,使檢測延時達到1~2個電源周期,從而影響了APF的補償性能。
  本文介紹了一種基于諧波檢測方法的并聯型有源濾波器的閉環控制方案。改進型方法檢測延時小,可以推廣到單相、三相四線電路和三相不平衡負載的場合中。采用三角載波方法進行電流閉環跟蹤控制,基于能量平衡原理并借助檢測環節實現逆變器直流側電壓的閉環控制。仿真結果表明:采用上述控制方案的并聯型有源濾波器能實時、有效地補償系統的諧波和無功電流。
1 改進型ip,iq諧波檢測方法
  設對稱的三相負載電流為
(1)
經過傅立葉分解,有
(2)
式中,ω為電源角頻率;I6k+1,I6k+3,I6k+5,φ6k+1,φ6k+3,φ6k+5為各次電流對應的有效值和初相角;k為非負整數。據此可求出ip,iq
(3)
  由式(3)可以看出ip,iq中除直流分量外,交流分量的周期為電源周期的1/6,即交流分量在1/6個電源周期內的平均值為0。因此通過平均值算法可以得到ipiq的直流分量ip和iq,如圖1所示。
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