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多重化有源电力滤波器关键技术

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人气:-发表时间:2018-07-19 14:26【

  有源电力滤波器的实质是一台并网逆变器,它在工作时首先检测出补偿对象中的谐波电流,并将其作为指令信号,然后向电网节点实时注入补偿电流,这种补偿电流的大小与指令电流大小是相等的,但是相位相差180°。通过这种方式能有效抑制电网电流中的谐波,使电网电流达到理想的正弦。有源电力滤波器动态响应速度快,而且不受电网阻抗的影响,所以实际应用较为广泛。

  随着电网中非线性负载的逐渐增多,谐波电流含量呈明显上升趋势,有源电力滤波器的补偿任务变得越来越重,一般的有源电力滤波器设备的补偿容量较低,在谐波电流过大时不能满足补偿要求。有源电力滤波器采用的功率器件一般为IGBT,但是随着IGBT 容量的提高,其所允许最大开关频率会降低,这样系统中的高次谐波将得不到有效滤除。为了适应不同场合的需求,需要对有源电力滤波器的扩容问题展开深入研究。将多重化技术应用到有源电力滤波器中,可以有效提升滤波器的容量、提高等效开关频率,并且运行更加灵活,控制更加方便,具有较高的研究价值。

  在多重化有源电力滤波器控制模式中,每个并联单元共用一组直流侧电容,由同一个控制器来实现各个模块的闭环控制,其补偿电流指令为总谐波电流的1/N(N 为并联模块数)。当其中一个并联单元出现故障时,只需调整给定电流系数,其他并联单元仍可以正常工作,运行较为灵活。但是这种工作方式会给环流提供了通路,环流的产生会引起电流的畸变,加大开关器件的损耗,并降低系统的效率与可靠性,因而如何抑制模块之间的环流成为该方案的关键。本章将建立多重化有源电力滤波器的环流模型,并对环流产生的机理展开讨论,给出了一种新型抑制环流方法,该方法不需增加额外的硬件电路,在控制策略上可以实现对环流的有效控制,对解决多重化有源电力滤波器的环流问题具有重要意义。

  综合以上分析,当多重化有源电力滤波器共用直流侧电容时,环流的形成与并联模块的开关状态差异直接相关。不同的开关状态组合对环流的影响程度差异较大,相同的开关状态不会引起环流的变化,而两模块开关状态差别越明显,对环流的影响越大。

有源电力滤波器

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