采用综合检测法的串联电力有源滤波器.pdfVIP

有源滤波器及其它 CAVD’99 采用综合检测法的串联电力有源滤波器 海军工程学院电力电子技术应用研究所 李玉撩马伟明 摘 要：由于电罔中存在电压波动和分数次谐波使得仅用电漉检测的串联综合电力滤波系统不再 适用．本文介绍了采用电流捡铡和电压检测相结台的串联练合电力滤波系统．并对其电路结构、控 制方法、系统特性进行了探讨、分析，对分析结果进行了仿真验证． 关键词：谐波串联滤波器 1前言 随着电力电子装置的日益广泛应用，谐波闫题在各国得到越来越多的重视．由于传统 的无源滤波方案存在许多不足，如谐振频率依赖于元件参数：滤波特性依赖于电网参数： 电网与LC滤波嚣的并联谐振可能使某些谐波分量放大：谐波电压可能在网络中产生很大 的谐波电流。为了解决单独使用无源滤波器的缺点，文献[1】提出了一种串联型综合电力滤 波系统。该系统中串联有源滤波器等效为～可变阻抗，对于基波来说阻值为零，对于谐波 来说阻值很大．当阻值趋于无穷大时，滤波效果最佳。但由于系统结构本身原因，阻值不 能很大。当电力系统中含有大容量的电弧炉或循环变流器时．电网中就存在分数次谐波电 压，这就很难做到等效阻抗远远大于电源阻抗与无源滤波器阻抗之和。本文是在文献【1]的 基础上采用新的检测和控制方法来补偿此不足。 2系统结构 CAVD，99 有源滤波器及其它 365 图(i)给出了三相串联型综合电力滤波系统的结构图。它由并联的无源滤波器和串 联在无源滤波器与电源之间的有源电力滤波器组成。Ls为电源内部等效电感。谐波源为带 阻感负载的三相桥式整流器。无源滤波器由5次、7次和高通滤波器组成。有源滤波器主 电路由功率MOS管构成的单相桥式电压型PWM变流器．通过电流互感器串联在电网中。 3控制方法 在仅采用谐波电流检测的方案中，使有源滤波器产生与漕波电流里正比的谐波电压。 U,IF=K·G。+，^ 6。描述了谐波检测电路的特性K为增益，它的一相谐波等效电路为图(2)所示 二罩h Zs U^『 j肪+ ! ．6讪 j跏：_÷：L_ Zs4-ZF十K·G。zs+zF+K·G。 毋庸：●牟譬 ．三，．?肪+_÷L_．6。 zS4-zF+K·G。zs+zF+砭·G。 当五1三s+三，l时，有jmz。，痧矗=一三，·；m (1)式可改为 ‘㈣=焉‰焖+』ZAs)+址zAs)一黜 所以系统的闭环控制框图为 有源滤波罂及其它 CAVD’99 但实际上，由于串联电力有源滤波器中检测电路与控制电路的延时，以及输出处的感容滤波 逐渐减小，直至不稳定。在有源电力滤波器的PMW变流器开关频率谐波的激励下，就会 产生相应频率的振荡。所以K值不可能取的过大。当电源电压中含有分数次谐波时， 1． ． I。 有分数次谐波的情况。本文采用综合检测法，既检测电源谐波电流又检测谐波电压。 U^F(S)=K+Gc(S)’In(S)+GV(s)‘Ush(S) 谐波等效电路为下图所示： 嘛 这里U麒。U＆一Zs{，m j。：善L．j。 ZF+K 6。；』生．j。 (6) zF七＆ 曼垒!堡：!! 查塑婆垫量壁墨宣———————j堑!L 如果足，，p，{， j。2。，这与仅采用电流检测法的效果是一样的。由于式∞’中 不舍有电源电压谐波，电力有源滤波器