双重优化以解决APF中谐振问题
发布时间：2022-01-25 02:03
随着有源电力滤波器（APF）的迅速普及,LCL滤波器引发的谐振问题成为频发问题之一。由于LCL滤波器产生的谐振会严重干扰补偿后的波形,极大的影响了APF性能,更严重时会造成设备毁坏。为此,通过双重优化的方式在改良LCL滤波器结构的同时优化重复控制算法来消除谐振频率峰点,实现提高补偿效率和设备稳定性的目标,让APF的性能最大化。实验样机测试结果表明该设计方案可靠有效。
【文章来源】：电力电子技术. 2020,54(02)北大核心CSCD
【文章页数】：4 页
【部分图文】：
图６实验结果１??Ｆｉｇ．?６?Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ?ｒｅｓｕｌｔ?１??通过改良重复控制之后的波形如图７ａ所示，??补偿后电流波形无干扰，补偿效率大幅度提升
图７实验结果２??Ｆｉｇ．?７?Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ?ｒｅｓｕｌｔ?２??（上接第３页）??
?对于使用脉冲宽度调制（ＰＷＭ）的ＡＰＦ，非线??性负载造成的谐波部分主要集中出现在中低频段??的奇次倍频上，高频段出现的谐波比较少。所以设??计的补偿器应该着重考虑中低频段的控制??效果和高频段的不稳定问题。??６重复控制器参数设计??综合上述的参数分析，为了解决ＬＣＬ中谐振??频率峰点问题采取以下参数设计，波特图如图４??所示。（？〇〇为低通滤波器，模小于１，其形式为：??０（ｚ）＝（０．０３６?１４＋０．０３６?１４ｚ－＇）／（?１－０．９２７?Ｉｚ＇１）?（６）??图５控制器最终的波特图??Ｆｉｇ．?５?Ｂｏｄｅ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ?ｅｖｅｎｔｕａｌｌｙ??通过仿真改进后的重复控制，证明该控制系??统在中低频段增益足够高，在高频段可以快速衰??减，在指定频率下抵消谐振峰值点，达到目的。??７实验结果与分析??为了验证所提出的改进控制策略的正确性和??有效性，在三相四线并联ＡＰＦ样机上进行实验。??其中改良前受ＬＣＬ滤波器的谐振频率干扰的补??偿后电流波形见图６ａ，可见补偿电流畸形严重，??补偿效率受到极大的影响，ＡＰＦ的性能发挥不好。??该波形经过ＦＦＴ分析之后见图６ｂ，可见该实验样??谐振频率峰点，采用Ｚ？（ｚ）的形式为一个二阶低通??滤波器和两个陷波器串联，由于谐振频率的变化??性，通过扩大陷波器的范围，来消除谐振峰值点，??以解决谐振频率峰点对ＡＰＦ造成的影响。改进的??补偿器Ｚ）（２）形式如下：??Ｄ（ｚ）＝Ｌ（ｚ）Ｆｉ（ｚ）Ｆ２（ｚ）?（７）??式中：ＬＧ）为传统的二阶低通滤波器。??Ｌ（２）的作用是将目标的中低频增益校正为１，??消除高频增益，提高系
【参考文献】：
期刊论文
[1]针对直流型负载的有源电力滤波技术研究[J]. 龚圣高,任瑾. 自动化应用. 2017(06)
[2]应用于VSC-HVDC解耦和谐波抑制的控制策略[J]. 郭磊,张英敏,李兴源. 电测与仪表. 2016(02)
[3]电压型有源电力滤波器在化工行业谐波治理中的应用[J]. 杨凌波,张尚春. 电气传动自动化. 2014(04)
[4]一种新型三相混合电力滤波器的研究[J]. 曾志东,杨君,王跃,王兆安. 电力电子技术. 2003(03)
本文编号：3607703
【文章来源】：电力电子技术. 2020,54(02)北大核心CSCD
【文章页数】：4 页
【部分图文】：
图６实验结果１??Ｆｉｇ．?６?Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ?ｒｅｓｕｌｔ?１??通过改良重复控制之后的波形如图７ａ所示，??补偿后电流波形无干扰，补偿效率大幅度提升
图７实验结果２??Ｆｉｇ．?７?Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ?ｒｅｓｕｌｔ?２??（上接第３页）??
?对于使用脉冲宽度调制（ＰＷＭ）的ＡＰＦ，非线??性负载造成的谐波部分主要集中出现在中低频段??的奇次倍频上，高频段出现的谐波比较少。所以设??计的补偿器应该着重考虑中低频段的控制??效果和高频段的不稳定问题。??６重复控制器参数设计??综合上述的参数分析，为了解决ＬＣＬ中谐振??频率峰点问题采取以下参数设计，波特图如图４??所示。（？〇〇为低通滤波器，模小于１，其形式为：??０（ｚ）＝（０．０３６?１４＋０．０３６?１４ｚ－＇）／（?１－０．９２７?Ｉｚ＇１）?（６）??图５控制器最终的波特图??Ｆｉｇ．?５?Ｂｏｄｅ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ?ｅｖｅｎｔｕａｌｌｙ??通过仿真改进后的重复控制，证明该控制系??统在中低频段增益足够高，在高频段可以快速衰??减，在指定频率下抵消谐振峰值点，达到目的。??７实验结果与分析??为了验证所提出的改进控制策略的正确性和??有效性，在三相四线并联ＡＰＦ样机上进行实验。??其中改良前受ＬＣＬ滤波器的谐振频率干扰的补??偿后电流波形见图６ａ，可见补偿电流畸形严重，??补偿效率受到极大的影响，ＡＰＦ的性能发挥不好。??该波形经过ＦＦＴ分析之后见图６ｂ，可见该实验样??谐振频率峰点，采用Ｚ？（ｚ）的形式为一个二阶低通??滤波器和两个陷波器串联，由于谐振频率的变化??性，通过扩大陷波器的范围，来消除谐振峰值点，??以解决谐振频率峰点对ＡＰＦ造成的影响。改进的??补偿器Ｚ）（２）形式如下：??Ｄ（ｚ）＝Ｌ（ｚ）Ｆｉ（ｚ）Ｆ２（ｚ）?（７）??式中：ＬＧ）为传统的二阶低通滤波器。??Ｌ（２）的作用是将目标的中低频增益校正为１，??消除高频增益，提高系
【参考文献】：
期刊论文
[1]针对直流型负载的有源电力滤波技术研究[J]. 龚圣高,任瑾. 自动化应用. 2017(06)
[2]应用于VSC-HVDC解耦和谐波抑制的控制策略[J]. 郭磊,张英敏,李兴源. 电测与仪表. 2016(02)
[3]电压型有源电力滤波器在化工行业谐波治理中的应用[J]. 杨凌波,张尚春. 电气传动自动化. 2014(04)
[4]一种新型三相混合电力滤波器的研究[J]. 曾志东,杨君,王跃,王兆安. 电力电子技术. 2003(03)
本文编号：3607703
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