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随着电力电子装置等非线性负载的广泛使用,公用电网中的谐波污染问题越来越严重,造成电能质量不断下降,因此治理谐波污染改善电能质量就显得尤为迫切。目前,有源电力滤波器是一种能够实现动态补偿谐波的理想装置,对降低电网总谐波畸变率,改善电能质量有着重要意义。
谐波补偿的前提是需要实时而准确地检测出电网电流中的谐波电流,由于有源电力滤波器大多采用基于瞬时无功功率理论的谐波检测算法,尤其在采用该理论下的ip-iq谐波检测算法进行谐波电流检测时,需要锁相环在电网电压非理想工况下也能够准确获取电网频率和相位信息。针对该要求,利用二阶广义积分器和在αβ坐标系下的对称分量法对传统的SRF-SPLL进行改进,设计了一种DSOGI-SPLL,它既可准确获取电网正序分量的相位和频率,又可避免电网电压三相不平衡和谐波的影响。通过MATLAB仿真分析表明了该方法能够在电网电压非理想工况下准确获取电网电压的相位信息。
有源电力滤波器检测出谐波电流并运算得出谐波指令电流,此时需要控制APF实际输出的补偿电流对谐波指令电流进行跟踪。由于传统滞环电流控制方法存在跟踪性能差、开关损耗高等问题,为了降低电流跟踪误差、开关频率和提高朴偿性能,利用电压空间矢量方法设计出一种空间矢量滞环电流控制方法,它利用参考电压矢量和电流跟踪误差矢量的空间分布位置选取最优的输出电压矢量。通过对两种控制方法的仿真对比研究,表明了设计的控制方法能够降低电流跟踪误差和开关频率,进而提高补偿效果。
根据上述谐波检测及锁相环技术和补偿电流控制方法,完成了并联型APF系统的软硬件设计,并分别对DSOGI-SPLL技术及ip-iq谐波检测算法和空间矢量滞环电流控制方法进行了实验,实验结果表明了设计的DSOGI-SPLL能够实时准确地获取电网电压的相位信息;利用该锁相环下的ip-iq谐波检测算法能够准确检测出谐波电流;空间矢量滞环电流控制方法也能够控制APF输出补偿电流完成谐波补偿,使电网总谐波畸变率由原来的23.68%降低至3.37%,进而改善电能质量,达到APF的设计要求。
谐波补偿的前提是需要实时而准确地检测出电网电流中的谐波电流,由于有源电力滤波器大多采用基于瞬时无功功率理论的谐波检测算法,尤其在采用该理论下的ip-iq谐波检测算法进行谐波电流检测时,需要锁相环在电网电压非理想工况下也能够准确获取电网频率和相位信息。针对该要求,利用二阶广义积分器和在αβ坐标系下的对称分量法对传统的SRF-SPLL进行改进,设计了一种DSOGI-SPLL,它既可准确获取电网正序分量的相位和频率,又可避免电网电压三相不平衡和谐波的影响。通过MATLAB仿真分析表明了该方法能够在电网电压非理想工况下准确获取电网电压的相位信息。
有源电力滤波器检测出谐波电流并运算得出谐波指令电流,此时需要控制APF实际输出的补偿电流对谐波指令电流进行跟踪。由于传统滞环电流控制方法存在跟踪性能差、开关损耗高等问题,为了降低电流跟踪误差、开关频率和提高朴偿性能,利用电压空间矢量方法设计出一种空间矢量滞环电流控制方法,它利用参考电压矢量和电流跟踪误差矢量的空间分布位置选取最优的输出电压矢量。通过对两种控制方法的仿真对比研究,表明了设计的控制方法能够降低电流跟踪误差和开关频率,进而提高补偿效果。
根据上述谐波检测及锁相环技术和补偿电流控制方法,完成了并联型APF系统的软硬件设计,并分别对DSOGI-SPLL技术及ip-iq谐波检测算法和空间矢量滞环电流控制方法进行了实验,实验结果表明了设计的DSOGI-SPLL能够实时准确地获取电网电压的相位信息;利用该锁相环下的ip-iq谐波检测算法能够准确检测出谐波电流;空间矢量滞环电流控制方法也能够控制APF输出补偿电流完成谐波补偿,使电网总谐波畸变率由原来的23.68%降低至3.37%,进而改善电能质量,达到APF的设计要求。