串并联级联混合型有源电力滤波器APF控制技术和电路拓扑结构研究.pdfVIP

第6卷 第4期 深圳信息职业技术学院学报 V0I_6N0_4 2008年 12月 JournalofShenzhenInstituteofInformationTechnology Dec．2008 文章编号：1672—6332(2008)04—0015—06 串／并联级联混合型有源 电力滤波器APF控制技术 和 电路拓扑结构研究 高 潮 ，熊 宇 (1．深圳信息职业技术学院电子通信技术系，广东深圳 518029； 2．中山火炬职业技术学院电子T程系，广东 中山528436) 摘要：并联有源电力滤波器是一种用于动态抑制谐波和补偿无功的新型电力电子装置，近年来，有源电力滤波器的理 论研究和应用均取得了较大的成功。对其主电路 (VSI)参数的设计也进行了许多探讨，APF的作用是用电压型或电流型逆 变器产生一个 “注入”电网的谐波电流，以抵消其它装置有网侧产生和谐波电流，进而净化电网侧的电压和电流波形。通 过分析有源电力滤波器的交流侧滤波电路对电流补偿性能的影响，在满足一定效率的条件下，对有源电力滤波器电路进行 了仿真分析研究。 关键词：微处理器；并联混合型；有源电力滤波器；动态响应；阻抗补偿 中图分类号：TP36 文献标识码：A 近年来，由于高功率大电流半导体器件及可关断 谐波电流对 电网质量危害甚大 ，抑制和消除 晶闸管的发展，促使 有“源”型滤波器越来越趋向实 谐波基本上有两种途径：一是改进电力电子装置， 用化。有源电力滤波器fA vePowerFilter简~,APr3是新 减少注人电网的谐波。通常采用的办法有增加整流 一 代的高次谐波和无功功率补偿装置。它实质上是一 相数法、谐波互抵的波形叠加法、脉宽调制法等。 种谐波电流补偿装置，主回路一般是由全控型的电力 另一种途径就是在 电力电子装置的交流侧并联LC 电子器件组成的三相桥式电路。实现上述功能的主电 无源滤波器为谐波电流提供频域谐波补偿 ，或者 路事酣 结构多采用SP，M逆变电路。按有源电力滤波器 用电力有源滤波器进行时域谐波补偿。用LCR等元 (APF)中逆变器直流侧储能元件的不同，有源电力滤 件构成的吸收谐波电流的滤波器又称 “无源”型滤 波器又可分为电压型APF(储能元件为电容)和电流型 波器。这类滤波器有不少缺点，例如：1)有效材 APF(储能元件为电感)。根据有源电力滤波器接人电 料消耗大 、体积大；2)滤波要求和无功补偿 、调 网的方式，将其系统构成分为两大类，即并联型和串 压要求有时难以协调 ；3)滤波效果不够理想 (特 联型。并联有源电力滤波器是一种用于动态抑制谐波 别是对某些谐波有时还会放大)；4)装置的损耗 和补偿无功的新型电力电子装置，近年来，有源电力 较大；5)在某些条件下和系统发生谐振，引发事 滤波器的理论研究和应用均取得了较大的成功。对其 故。近年来，由于高功率大电流半导体器件及可关 主电路 (VSI)参数的设计也进行了许多探讨，通过分 断晶闸管的发展，促使 “有源”型滤波器越来越趋 析有源电力滤波器的交流侧滤波电感对电流补偿I生能 向实用化。 的影响，在满足一定效率的条件下，探讨了该电感的 有源电力滤波器(ActivePowerFilter简称APF)是 优化设计方法，并提出一种新型的基于阻抗可控的并 新一代的高次谐波和无功功率补偿装置。它实质上 联混合型有源电力滤波器。能够有效地抑制谐波，与 是一种谐波电流补偿装置，基主回路一般是由全控 无源电力滤波器相结合，实时补偿无功功率。 型的电力电子器件组成的三相桥式电路。 APF的作用是用电压型或电流型逆变器产生一 1有源电力滤波器与LC滤波器混合使用方式 个 注“人”电网的谐波电流，以抵消其它装置有网 研究 侧产生和谐波电流，进而净化电网侧的电