基于負(fù)載特性的并聯(lián)有源濾波器主電路參數(shù)設(shè)計(jì)研究.pdf

1、隨著現(xiàn)代電力系統(tǒng)的快速發(fā)展和智能電網(wǎng)的有效普及，電力系統(tǒng)的電力電子化特征日趨明顯，由此帶來一系列的電能質(zhì)量問題威脅著電力系統(tǒng)正常運(yùn)行。APF(Active PowerFilter，有源電力濾波器)作為動(dòng)態(tài)抑制負(fù)載電流諧波、補(bǔ)償無功和不平衡的有效手段，受到人們的高度關(guān)注。APF交流側(cè)輸出電感、直流側(cè)電容及其電壓值等主電路關(guān)鍵參數(shù)的選擇和優(yōu)化，直接影響著有源濾波器的補(bǔ)償精度、動(dòng)靜態(tài)補(bǔ)償性能和系統(tǒng)穩(wěn)定性。本文基于非線性負(fù)載諧波電流特征，對有源

2、電力濾波器的主電路參數(shù)設(shè)計(jì)方法展開研究，提出了一種基于負(fù)載諧波特征并充分考慮參數(shù)耦合關(guān)系的APF主電路參數(shù)設(shè)計(jì)方案。
　　APF交流側(cè)電感的選取對補(bǔ)償效果起決定性作用。本文首先結(jié)合APF主電路微分方程分析了交流電感已有計(jì)算方法，進(jìn)而綜合考慮APF電流跟蹤能力和開關(guān)紋波電流的限制，通過APF電壓約束方程導(dǎo)出其代數(shù)方程，依據(jù)交流電感的選取原則，求出APF交流電感的額定值計(jì)算公式，同時(shí)給出APF直流側(cè)電壓的解析公式。最后針對三相橋式全控

3、整流負(fù)載，給出了交流電感的確定方法。
　　直流側(cè)電容值是有源電力濾波器的關(guān)鍵參數(shù)之一，并與所補(bǔ)償?shù)呢?fù)載特征有關(guān)。電容的準(zhǔn)確取值直接影響APF直流側(cè)電壓控制效果和APF成本。本文首先基于瞬時(shí)功率理論分析了綜合補(bǔ)償系統(tǒng)的能量流動(dòng)方程，推導(dǎo)了APF直流側(cè)電容值已有計(jì)算方法的原理，然后針對典型的三相橋式全控整流負(fù)載，采用計(jì)算整流橋直流側(cè)功率的方法，詳細(xì)分析計(jì)算了振蕩功率和電容充放電能量，推導(dǎo)出了電容額定值解析計(jì)算公式。
　　APF主

4、電路各參數(shù)選擇時(shí)將互相影響，各個(gè)參變量之間也同樣存在互相制約的關(guān)系。本文對負(fù)載類型和諧波特征變化時(shí)APF主電路參數(shù)計(jì)算公式的適用性，直流側(cè)電容和交流側(cè)電感取值的互相影響，直流側(cè)電容、線路阻抗對補(bǔ)償效果的影響等問題進(jìn)行了研究。通過建立APF仿真模型進(jìn)行系統(tǒng)仿真并與其他文獻(xiàn)比較，驗(yàn)證了主電路參數(shù)計(jì)算公式和參數(shù)選取耦合影響分析的有效性和正確性。
　　基于以上研究成果，本文提出一種APF主電路參數(shù)設(shè)計(jì)方法，并利用LabVIEW系統(tǒng)的圖形化