基于单位功率因数控制策略的有源电力滤波器doc-基于单位dkgo.docx

基于单位位功率因因数控制制策略的的有源电电力滤波波器李建林11，支勇勇2，刘刘兆1，张张仲超11(1浙浙江大学学，浙江江     杭州州     31100227）(2山山西省黄黄河万家家寨水利利枢纽有有限公司司，山西西     太原原     03300002）1     引言言     随着电电力电子子技术的的飞速发发展，各各种电力力电子装装置得到到了广泛泛应用，然然而这些些装置自自身功率率因数很很低，不不仅给电电力系统统带来了了严重的的谐波污污染，也也给电网网带来额额外负担担并影响响供电质质量。为为此，电电力有源源滤波器器已经成成为电力力电子技技术应用用的重要要发展方方向。HHAkkagii等人提提出的瞬瞬时无功功理论1，为为有源滤滤波器的的研究奠奠定了理理论基础础；Deepennbroock等等则将单单位功率率因数控控制策略略应用到到有源滤滤波器中中2。本文文针对三三相系统统分析了了单位功功率因数数控制策策略的基基本思想想及其相相应的控控制方法法，实验验结果表表明：按按此策略略设计的的实验系系统可以以抑制整整流器产产生的谐谐波，消消除了整整流器负负载对电电网的谐谐波污染染。 2     基本本原理34    单位功功率因数数控制策策略的目目的是使使非线性性负载和和并联的的滤波器器等效为为一电阻阻性负载载，从而而使电网网的负载载电流为为与电网网电压同同相的正正弦波，功功率电网网数为11（单位位功率因因数）。本本文提出出了按此此策略设设计的系系统结构构如图11所示。图图中Vsi（电电网电压压）为理理想正弦弦电压而而且三相相平衡，可可表示为为     Vsi(t)=Vssinntt(i1)     i=1,2,33     （11） 图1     有有源电力力滤波器器实验原原理图式中：VVs为电网网电压有有效值。 负载电流流iLi可表示示为     iLi=Insinnnt(i1)n     i=1,2,33     （22） 式中：IIn代表基基波和各各次谐波波电流的的有效值值；                n代表基基波和各各次谐波波电流的的初相角角。 补偿电流流ici可表示示为     ici=I1coss1sinntt(i1)iLi(t)     i=1,2,33     （33） 式中：II1为负载载电流iiLi的基波波分量的的有效值值。     Lf=VsiVconni    （4）     将式（33）代入入式（44）中就就可求出出保证单单位功率率因数所所需要的的逆变器器输出电电压Vconni(t)，Vconni(t)是通通过对VVdc/22进行调调制得到到。当正正常工作作时，iisi应成为为与Vsi同相的的正弦波波，可表表示为     isi(t)=Issinntt(i1)     i=1,2,33     （55） 式中：IIs为网侧侧电流有有效值。     电网的的负载电电流是与与电网电电压同相相的正弦弦波，功功率因数数为1（单单位功率率因数），式式（5）中中Is可从整整个系统统的有功功功率流流动中获获得。检检测APPF直流流侧电容容电压，滤滤除纹波波，得到到电容平平均电压压，将电电压设定定值减去去电容电电压，差差值送入入PI控控制器，PPI控制制器的输输出就是是网侧电电流的幅幅值。该该幅值与与相电压压同相的的三相单单位正弦弦信号相相乘后，便便可得到到理想的的参考电电流信号号，然后后与整流流侧电流流相减便便可得到到所需的的调制信信号，系系统控制制结构如如图2所所示。 图2     基基于UPPF控制制策略的的系统框框图3     实验验研究     针对图图1所示示系统进进行实验验验证，逆逆变器的的功率器器件选用用西门子子的IGGBT模模块BSSM500GB112DNN，每个个模块中中有两个个额定电电压12200VV，额定定电流550A的的IGBBT管。系系统基本本参数：     输入电电压800V；     直流侧侧电压1150VV；     逆变器器输出滤滤波电感感Lf=3mmH；     整流器器负载RRL=255；     L=0.3mHH。     实验波波形如图图3图图6所示示。 图3     未未补偿时时A相电电源电压压与负载载电流波波形图中：11电源源电压880V/divv     2负载电电流4AA/diiv图4     并并有源滤滤波器后后A相指指令电流流与负载载电流波波形图中：11A相相指令电电流2AA/diiv     22负载载电流44A/ddiv图5     并并有源滤滤波器后后A相补补偿电流流与电源源电流波波形图中：11补偿偿电流44A/ddiv     2电电源电流流5A/divv图6     并并有源滤滤波器后后A相负负载电流流与电源源电流波波形图中：11负载载电流55A/ddiv     2电电源电流流5A/divv    图3所所示为未未补偿时时A相电电源电压压和A相相负载电电流波形形，由波波形可以以看出负负载电流流中含有有严重的的谐波分分量。图图3中仅仅给出一一相的波波形，其其它两相相的波形形相同，相相位依次次相差1120°°。图44为并有有源滤波波器后AA相负载载电流和和有源电电力滤波波器的指指令电流流波形。图图5为AA相有源源滤波器器实际产产生的补补偿电流流和补偿偿后的电电源电流流；图66为A相相负载电电流和补补偿后的的电源电电流波形形,由图图5，图图6可以以看出补补偿后的的电源电电流基本本上为一一正弦波波，实现现了有效效补偿谐谐波及无无功电流流的目的的。 4     结语语     实验结结果表明明本文所所研究的的装置可可以补偿偿和抑制制整流器器带感性性负载对对电网的的谐波污污染，从从而验证证了理论论分析的的正确性性和实验验系统的的可行性性。 作者简介介     李建林林(19976),男男，浙江江大学博博士研究究生。从从事有源源电力滤滤波器，开开关电源源等方面面的研究究。     支勇（119766），男男，山西西省黄河河万家寨寨水利枢枢纽有限限公司助助理工程程师，从从事电站站建设等等方面的的研究；     刘兆燊燊（19979），男男，浙江江大学硕硕士研究究生，从从事有源源电力滤滤波器，开开关电源源，电机机调速等等方面的的研究。     张仲超超（19942），男男，教授授，博士士生导师师。从事事有源电电力滤波波器，感感应加热热电源，开开关电源源，电机机调速等等方面的的研究。