谐波电流分次补偿控制的等效性研究

谐波电流分次补偿控制是有源电力滤波器(APF)所必须具备的能力。针对谐波电流分次补偿控制方法中多重旋转积分器(MRI)方案、正弦信号积分器(SSI)方案以及矢量PI控制器(VPI)方案的基本控制原理,研究了MRI方案和SSI方案的等效关系。建立了旋转坐标系下控制器变换到α,β坐标系下的一般等效关系式,从理论上为SSI方案进行了补充。同时研究了VPI方案与MRI方案、SSI方案之间的等效关系,完整的建立了MRI方案、SSI方案以及VPI方案之间的关联。通过实验验证了MRI方案与SSI方案在加入时延补偿后可稳定控制高频谐波,解决了在谐波电流分次补偿控制方法中一直存在的争议,并验证了VPI方案控制性能上要优于加入时延补偿的MRI方案和SSI方案。

基于谐波分次补偿控制的混合滤波系统设计

在总结目前配电网中无源电力滤波器和有源电力滤波器两种谐波补偿装置的基础上,提出一种有源与无源并联运行的混合滤波系统,采用谐波分次补偿控制策略对有源与无源协调运行进行控制。最后,基于电力系统电磁暂态仿真软件PSCAD,对混合滤波装置进行仿真研究,仿真结果表明通过谐波分次补偿控制保证了有源与无源的协调运行,降低了有源部分的容量,并具有良好的谐波补偿效果。

分次补偿方式的并联型混合电力滤波器研制

介绍了由有源电力滤波器和无源滤波器并联构成混合滤波系统的工作原理,分析了有源和无源滤波器并联补偿谐波时谐波电流分配的问题,提出采用分次补偿的控制策略,并对系统控制策略的软件方法和控制电路的硬件实现进行了阐述。在此基础上研制了一台250 kVA／380 V并联混合型电力滤波器装置。该装置已应用于治理中频炉负载的工业现场。仿真和现场应用结果表明,采用该控制方法,可以在保证良好的补偿特性的同时,有效减少有源滤波器部分的容量,从而降低了整个装置的成本,更加适用于治理中大容量谐波负载的场合。

MOV阻性电流谐波补偿法的研究

为减小由变系数补偿法引起的金属氧化物电阻片(MOV)阻性电流的测量误差,通过其误差原因分析,提出了提高MOV阻性电流测量准确度的方法—谐波分次补偿法,并结合准同步采样和离散傅立叶变换(DFT),使电压信号和电流信号的幅值和相位测量偏差<5‰,可消除电网谐波和本身非线性产生的谐波及电网频率波动对阻性电流测量的影响,基本上补偿了总泄漏电流中的容性电流分量,使通过MOV的阻性电流和施加电压基本同相位,其伏安特性的滞回现象明显改善。采用标准电阻与标准电容构成了阻性电流测试校准电路,与FLUKE-45数字万用表测量结果相比较,阻性电流测量的相对误差<1%。

采用占空比前馈的VIENNA整流器平均电流PR控制

针对VIENNA整流器采用传统比例积分(PI)控制器跟踪正弦电流信号存在稳态误差及比例谐振(PR)控制器输入电流过零畸变问题,提出引入占空比前馈的平均电流PR控制策略,同时为进一步减少甚至消除网侧电流谐波分量,电流内环采用了基于PR控制器的并联多次谐波补偿器。结果表明所提控制策略系统响应快速、有效实现了三相三电平VIENNA整流器输入网侧电流无静差跟踪,直流输出电压平衡度好、抗扰性能优良。