混合有源電力濾波器諧波治理研究
發(fā)布時間：2021-03-18 07:30
為有效解決由于電力電子和非線性負載的應(yīng)用引起的電網(wǎng)諧波問題,開展了混合有源電力濾波器（HAPF）諧波治理的研究。針對傳統(tǒng)諧波檢測方法存在的不足及有源電力濾波器（APF）存在相角延時等問題,提出了改進鎖相環(huán)（PLL）的瞬時無功檢測算法;在Matlab/Simulink中搭建基于改進PLL的瞬時無功檢測法的HAPF仿真模型,并通過與傳統(tǒng)PQ檢測法仿真對比,驗證了改進PLL的瞬時無功檢測法的有效性;最后,為驗證所提HAPF諧波治理的正確性以及實用性,在實驗室搭建三相HAPF的樣機進行相關(guān)硬件實驗,實驗結(jié)果驗證了所提改進PLL的瞬時無功檢測法的有效性。
【文章來源】：電力電子技術(shù). 2020,54(08)北大核心
【文章頁數(shù)】：4 頁
【部分圖文】：
圖１?ＰＱ檢測法原理圖??Ｆｉｇ．?１?Ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ＰＱ?ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ?ｍｅｔｈｏｄ??
混合有源電力濾波器諧波治理研究??可假設(shè)兩個連續(xù)的采樣間隔之間是線性分段，??式（１０）的時間導(dǎo)數(shù)可以通過后向差分方程式計算??部分的參數(shù)選擇為ＡｐｚＯ．ＩＪｆＯ．Ｓ＾ｆＯ．Ｉ。配電??網(wǎng)電壓作用非線性負載后產(chǎn)生的電流波形如圖４??得到，其表達式如下：??ｅ＾（ｋ）＝［ｅ?郵（ｋ）－ｅａ４ｋ－ｌ）］／Ｔｔ?（１２）??式中：７；為采樣時間。??根據(jù)式（１２）可知，ｅａ（ｔ）的離散時間導(dǎo)數(shù)的表??達式如下：??ｅａ，（ｉ）＝｛ｓｉｎ（（ｕｉ＋０）－８ｉｎ［＜ｕ（ｔ－ｒ，）＋６］｝／ｒ，＝??｛ｓｉｎ?（（〇ｔ＋６）?－［ｓｉｎ?（（〇ｔ＋０）?ｃｏｓｃｄＴ－??ｃｏｓ?（（〇ｔ＋６）?ｓｉｒｕｕ７，＞］｝／７，１１?（１３）??對式（１３）中的ｃｏｓｏ＞ｒ，，ｓｉｎｗｒ，進行麥克勞林公??式展開，并只取展開公式的前兩項，則式（１３）可化??簡為如下：??ｅｔｔ，（〇＝ｗｃｏｓ（ｗｉ＋０）＋［（ａ＞２７，，）／２］ｓｉｎ（ｗ＜＋０）－??［（ｗ３７？）／６］ｃ〇８（ｗｔ＋（９）?（１４）??同理：??ｅｐ’（Ｚ?）＝－ａ？ｓｉｎ（ａ？＜＋０）＋［（ｃｉ？２ｒ，）／２］ｃｏｓ（ａ＾＋０）?＋??［（ｗ３ｒ，２）／６］ｓｉｎ（ａ＞ｔ＋（９）?（１５）??將式（１４），（１５）代入式（１１）可得到：??［ｅａ＇?（ｔ）?ｆ＋［ｅｐ＇?（ｔ）?ｆ＝ｗ２－?（ｗＴ，２）?／１２＋?（ｃｏ６Ｔ＊）?／３６?（１６）??式（１６）中，由于ｗ６７；７３６《ｗ４７？／１２，因此，在進??行相關(guān)的設(shè)計時可將ｗ６�。裕矗常逗雎�。??由式（１６）可知，在頻率計算過程中通過離散??微分計算引入一個非零誤差，頻率計算誤差
的瞬時無功檢測法的正確有效??性，利用分別對采用ＰＱ檢測法和改進ＰＬＬ的瞬??時無功檢測法兩種諧波檢測算法進行仿真，改進??ＰＬＬ的瞬時無功檢測方法原理圖如圖３所示。在??仿真中，電源電壓采用幅值為３８０?Ｖ的三相交流電??壓，諧波電流采用配電網(wǎng)采用有效值為２２０?Ｖ的??三相交流電壓電源，諧波電流用三相不可控整流??橋的負載電流，負載采用ｌ〇ｆｌ的電阻，ＰＩＤ控制??所示。當配電網(wǎng)電壓未發(fā)生畸變時，采用ＰＱ檢測??法和改進ＰＬＬ的瞬時無功檢測法濾波后的負載電??流波形分別如圖５ａ，ｂ所示。當配電網(wǎng)電壓發(fā)生畸??變時，采用ＰＱ檢測法和改進ＰＬＬ的瞬時無功檢??測法濾波后的負載電流波形分別如圖６ａ，ｂ所示。??０．０８?０．１６?０．２４?０．３２?０．４??ｌ／ｓ??圖４負載側(cè)電流波形??Ｆｉｇ．?４?Ｌｏａｄ?ｓｉｄｅ?ｃｕｒｒｅｎｔ?ｗａｖｅｆｏｒｍｓ??圖５電壓未畸變時濾波后電流??Ｆｉｇ．?５?Ｃｕｒｒｅｎｔ?ｗａｖｅｆｏｒｍｓ?ａｆｔｅｒ?ｆｉｌｔｅｒｉｎｇ?ｗｉｔｈｏｕｔ?ｖｏｌｔａｇｅ?ｄｉｓｔｏｒｔｅｄ??（ｂ）改進ＰＬＬ的瞬時無功檢測法??圖６電壓崎變時濾波后電流??Ｆｉｇ．?６?Ｃｕｒｒｅｎｔ?ｗａｖｅｆｏｒｍｓ?ａｆｔｅｒ?ｆｉｌｔｅｒｉｎｇ?ｗｉｔｈ?ｖｏｌｔａｇｅ?ｄｉｓｔｏｒｔｉｏｎ??如圖５ａ，ｂ所示，當配電網(wǎng)電壓未發(fā)生畸變時，??采用ＰＱ檢測法和改進ＰＬＬ的瞬時無功檢測法濾??波后的負載電流波形均為較為平滑的正弦波，諧??波治理效果較好。如圖６ａ，ｂ所示，當配電網(wǎng)電壓??發(fā)生畸變時，采用ＰＱ檢測法和改進ＰＬＬ的瞬時??無功檢測法濾波后的負載電流波形對比分析可??知：改進
【參考文獻】：
期刊論文
[1]并聯(lián)混合有源電力濾波器的新型控制方法[J]. 徐帥,孫曉云. 控制工程. 2016(08)
[2]一種新型串聯(lián)混合型有源電力濾波器[J]. 李達義,楊凱,孫玉鴻,熊博. 電力系統(tǒng)自動化. 2015(06)
[3]并聯(lián)混合型有源電力濾波器穩(wěn)定性分析與控制[J]. 吳在軍,趙志宏,王寶安. 電力自動化設(shè)備. 2011(07)
[4]并聯(lián)混合型有源電力濾波器的建模和控制策略分析[J]. 范瑞祥,羅安,周柯,李剛. 中國電機工程學報. 2006(12)
本文編號：3088019
【文章來源】：電力電子技術(shù). 2020,54(08)北大核心
【文章頁數(shù)】：4 頁
【部分圖文】：
圖１?ＰＱ檢測法原理圖??Ｆｉｇ．?１?Ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ＰＱ?ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ?ｍｅｔｈｏｄ??
混合有源電力濾波器諧波治理研究??可假設(shè)兩個連續(xù)的采樣間隔之間是線性分段，??式（１０）的時間導(dǎo)數(shù)可以通過后向差分方程式計算??部分的參數(shù)選擇為ＡｐｚＯ．ＩＪｆＯ．Ｓ＾ｆＯ．Ｉ。配電??網(wǎng)電壓作用非線性負載后產(chǎn)生的電流波形如圖４??得到，其表達式如下：??ｅ＾（ｋ）＝［ｅ?郵（ｋ）－ｅａ４ｋ－ｌ）］／Ｔｔ?（１２）??式中：７；為采樣時間。??根據(jù)式（１２）可知，ｅａ（ｔ）的離散時間導(dǎo)數(shù)的表??達式如下：??ｅａ，（ｉ）＝｛ｓｉｎ（（ｕｉ＋０）－８ｉｎ［＜ｕ（ｔ－ｒ，）＋６］｝／ｒ，＝??｛ｓｉｎ?（（〇ｔ＋６）?－［ｓｉｎ?（（〇ｔ＋０）?ｃｏｓｃｄＴ－??ｃｏｓ?（（〇ｔ＋６）?ｓｉｒｕｕ７，＞］｝／７，１１?（１３）??對式（１３）中的ｃｏｓｏ＞ｒ，，ｓｉｎｗｒ，進行麥克勞林公??式展開，并只取展開公式的前兩項，則式（１３）可化??簡為如下：??ｅｔｔ，（〇＝ｗｃｏｓ（ｗｉ＋０）＋［（ａ＞２７，，）／２］ｓｉｎ（ｗ＜＋０）－??［（ｗ３７？）／６］ｃ〇８（ｗｔ＋（９）?（１４）??同理：??ｅｐ’（Ｚ?）＝－ａ？ｓｉｎ（ａ？＜＋０）＋［（ｃｉ？２ｒ，）／２］ｃｏｓ（ａ＾＋０）?＋??［（ｗ３ｒ，２）／６］ｓｉｎ（ａ＞ｔ＋（９）?（１５）??將式（１４），（１５）代入式（１１）可得到：??［ｅａ＇?（ｔ）?ｆ＋［ｅｐ＇?（ｔ）?ｆ＝ｗ２－?（ｗＴ，２）?／１２＋?（ｃｏ６Ｔ＊）?／３６?（１６）??式（１６）中，由于ｗ６７；７３６《ｗ４７？／１２，因此，在進??行相關(guān)的設(shè)計時可將ｗ６�。裕矗常逗雎�。??由式（１６）可知，在頻率計算過程中通過離散??微分計算引入一個非零誤差，頻率計算誤差
的瞬時無功檢測法的正確有效??性，利用分別對采用ＰＱ檢測法和改進ＰＬＬ的瞬??時無功檢測法兩種諧波檢測算法進行仿真，改進??ＰＬＬ的瞬時無功檢測方法原理圖如圖３所示。在??仿真中，電源電壓采用幅值為３８０?Ｖ的三相交流電??壓，諧波電流采用配電網(wǎng)采用有效值為２２０?Ｖ的??三相交流電壓電源，諧波電流用三相不可控整流??橋的負載電流，負載采用ｌ〇ｆｌ的電阻，ＰＩＤ控制??所示。當配電網(wǎng)電壓未發(fā)生畸變時，采用ＰＱ檢測??法和改進ＰＬＬ的瞬時無功檢測法濾波后的負載電??流波形分別如圖５ａ，ｂ所示。當配電網(wǎng)電壓發(fā)生畸??變時，采用ＰＱ檢測法和改進ＰＬＬ的瞬時無功檢??測法濾波后的負載電流波形分別如圖６ａ，ｂ所示。??０．０８?０．１６?０．２４?０．３２?０．４??ｌ／ｓ??圖４負載側(cè)電流波形??Ｆｉｇ．?４?Ｌｏａｄ?ｓｉｄｅ?ｃｕｒｒｅｎｔ?ｗａｖｅｆｏｒｍｓ??圖５電壓未畸變時濾波后電流??Ｆｉｇ．?５?Ｃｕｒｒｅｎｔ?ｗａｖｅｆｏｒｍｓ?ａｆｔｅｒ?ｆｉｌｔｅｒｉｎｇ?ｗｉｔｈｏｕｔ?ｖｏｌｔａｇｅ?ｄｉｓｔｏｒｔｅｄ??（ｂ）改進ＰＬＬ的瞬時無功檢測法??圖６電壓崎變時濾波后電流??Ｆｉｇ．?６?Ｃｕｒｒｅｎｔ?ｗａｖｅｆｏｒｍｓ?ａｆｔｅｒ?ｆｉｌｔｅｒｉｎｇ?ｗｉｔｈ?ｖｏｌｔａｇｅ?ｄｉｓｔｏｒｔｉｏｎ??如圖５ａ，ｂ所示，當配電網(wǎng)電壓未發(fā)生畸變時，??采用ＰＱ檢測法和改進ＰＬＬ的瞬時無功檢測法濾??波后的負載電流波形均為較為平滑的正弦波，諧??波治理效果較好。如圖６ａ，ｂ所示，當配電網(wǎng)電壓??發(fā)生畸變時，采用ＰＱ檢測法和改進ＰＬＬ的瞬時??無功檢測法濾波后的負載電流波形對比分析可??知：改進
【參考文獻】：
期刊論文
[1]并聯(lián)混合有源電力濾波器的新型控制方法[J]. 徐帥,孫曉云. 控制工程. 2016(08)
[2]一種新型串聯(lián)混合型有源電力濾波器[J]. 李達義,楊凱,孫玉鴻,熊博. 電力系統(tǒng)自動化. 2015(06)
[3]并聯(lián)混合型有源電力濾波器穩(wěn)定性分析與控制[J]. 吳在軍,趙志宏,王寶安. 電力自動化設(shè)備. 2011(07)
[4]并聯(lián)混合型有源電力濾波器的建模和控制策略分析[J]. 范瑞祥,羅安,周柯,李剛. 中國電機工程學報. 2006(12)
本文編號：3088019
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