中高壓系統(tǒng)并聯(lián)型混合有源電力濾波器研究.pdf

1、隨著電網(wǎng)中非線性負荷的大量增加，由此帶來的諧波危害和治理問題日益受到關(guān)注。混合有源濾波器（HAPF）利用無源濾波器（PPF）為有源電力濾波器（APF）分壓或分流以減小對APF容量的要求，同時利用APF控制靈活的特點彌補PPF補償性能的缺陷，是當前APF研究領(lǐng)域的一個重要方向，并且在中高壓大容量的諧波治理中有著廣闊的應(yīng)用前景。本文圍繞中高壓系統(tǒng)諧波治理的問題，主要從以下幾方面開展研究并取得了如下成果：（1）全面比較了當前各種混合有源電力濾

2、波器技術(shù)方案的優(yōu)缺點和適用范圍，選取了APF承受基波電壓和電流都較小的串聯(lián)諧振注入式HAPF方案作為本文的研究重點。通過建立HAPF系統(tǒng)基于瞬時值的線性微分方程組，進行線性代數(shù)坐標變換的方法，分析了HAPF的單相等效電路與三相電路在暫態(tài)和穩(wěn)態(tài)條件下的等價性。（2）本文提出了C型HAPF方案，其中的APF不承受基波電壓、電流，且只負擔部分諧波電流，直流側(cè)電壓與系統(tǒng)電壓之比較低，因而容量可進一步減小，有利于工程實現(xiàn)（該方案正在申請中國發(fā)明專

3、利，專利申請?zhí)枺?3128234.2）。論文研究了兩種用于C型HAPF的控制方法：即同時檢測網(wǎng)側(cè)電流和負載電流的復合控制方式，以及只需要檢測網(wǎng)側(cè)電流的指定消諧控制方式，并分析比較了這兩種方式的濾波效果和響應(yīng)速度。（3）本文針對二階HAPF設(shè)計了兩種復合控制方法：即精確對消特定次數(shù)諧波的復合控制方法，和采用兩個一階滯后環(huán)節(jié)串聯(lián)來近似二階積分的復合控制方法。論文采用了通過使APF發(fā)出特定相位的基波電流來實現(xiàn)其直流側(cè)電壓的閉環(huán)控制策略，并推導

4、了控制系統(tǒng)近似數(shù)學模型。本文還設(shè)計了一種電壓源型逆變器輸出電流波形控制方法，即用狀態(tài)反饋環(huán)節(jié)保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性，同時依靠重復控制器提高輸出電流的跟蹤精度。（4）當HAPF和容性負載并聯(lián)運行時，論文以二階HAPF為例，詳細分析了在多種接線方式下發(fā)生諧振的可能性，并設(shè)計了在可檢測電流量受到限制的條件下抑制并聯(lián)諧振的控制方法，同時指出對于諧波電壓源，由于并聯(lián)型有源電力濾波器的固有缺陷，要想改善幅頻特性，需要大幅增加APF的電流容量。（5）本文針