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三相四线制有源电力滤波器的研究

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三相四线制有源电力滤波器无差拍控制策略研究

三相四线制有源电力滤波器无差拍控制策略研究

１ 引 言
控制 （ ｅｄｅｔ ｏｔ１是 一种 在 电流滞 环 比较 控 ｄａｂａ ｃｎ ｏ） ｒ 制基础 上发 展起 来 的全数 字 控 制 技术 ， 际上 是 实
一
采 用先 进 电力 电 子技 术 的 电 力 有 源 滤 波 器 （ ｃ ｖ ｏ ｅ ｉｅ，Ａ Ｆ 是 一 种 能 动 态 抑 制 谐 Ａ ｔ ｅＰｗ ｒＦｌ ｒ Ｐ ） ｉ ｔ
种预 测控 制方 案 。该控 制方法是 利用 前一 时刻
波 和补 偿无 功 功率 的 电力 电子 装 置 。近 年 来 ， 对 电力有 源滤波 器 的研究 和应用 得到 迅速发 展 。 目 前 ， 和三 相三 线 制 的 电力 有 源 滤波 器 技 术 的 单相 发展较 为成熟 ， 的产 品已应用 于工 业生产 中。 有 在 三相 四线 制 系统 如何 使用 有 源 滤 波 器 ， 是 近来 国 内外 学者共 同关 注 的问题 。 由于零 线 的存 在 ， 三相 四线制 电力 有 源滤 波 器 的结 构 和控 制 使 电路 与三相 三线制 系统有 所不 同 。根 据 中线 电流 补偿方 式 的不 同 ， 相 四线 制 有 源滤 波器 又 分 为 三 三桥臂 和 四桥 臂 两种 拓扑 结构 。 由于 四桥 臂 Ａ Ｆ Ｐ 对 零线 电流是 进行 直 接 控 制 的 ， 补 偿 效 果 要 好 故
相 四线 制有源 电力 滤波器 的 的无 差拍 控制 策略进
行研 究 ， 得到 了相 关结论 。
ｌ ｓ ，ａ ｓｍｕ ａ ｉｎ ｓｕ ｔ ｈ ｓ ｆ ｒ ｏ ａ ｔ ｉ ｌ ｔ ｔｄｙ ｗｉ ｔ ｅ ｏｔ ｅ ｆ ＭＡＴＬＡＢ，ｏ ｈ ｄ ａ ｂ ａ ｏ ｔｏ Ｓ ｐ ｌｃ ｔｏ ｎ ｏ ｈ ｗａ ｎ ｔ ｅ ｅ ｄ ｅ ｔ ｃ ｎ ｒ ｌ ａ ｐ ｉａ ｉｎ ｉ ｔ ｒ ｅ ｐ ｓ ｏ ｒ ｉｅ ａ ｔｖ ｏ ｒｆｌｅ ａ ｅ ｏ ． ｈ ｅ — ｈａ ｅ ｆ ｕ —ｒ ｃｉｅ ｐ ｗｅ ｔｒｈ ｓｂｅ ｎ ｄ ｎｅ ｉ Ｋｅ ｗｏ ｄ Ｔｈ ｅ — ｈ ｓ ｏ ｒｗｉｅ；Ａｃｉ ｅ ｐ ｗｅ ｌｅ ；Ｄｅ ｄ ｅ ｔｃ ｎ ｏ ｙ ｒ ｓ： ｒ ｅ ｐ ａ ｅ ｆ ｕ — ｒ ｔｖ ｏ ｒｆ ｔｒ ｉ ａ ｂ ａ ｏ ｔ ｌ ｒ

三相四线制有源电力滤波器的研究及仿真

三相四线制有源电力滤波器的研究及仿真
ｉ ｎ ｃ ｏ ｄ ｎ ｔ ｙ ｔｍ ， ｎ ｈ ｅ ｉ ｎ ｎ ｔ ｏ ｆＰ ａ ａ ｔ ｒ ｓ ｐ ｅ ｅ ｔｄ ３ Ｓ Ｐ Ｍ ｅ ｈ ｉ ｗ ｓ ｅ ｏ ｒ ｉａ ｅ ｓ ｓｅ ａ ｄ ｔ ｅ ｄ ｓｇ ｉ ｇ ｍｅｈ ｄ ｏ Ｉ ｐ ｒ ｍｅｅ ｓｗａ ｒ ｓ ｎｅ ． Ｄ— Ｖ Ｗ ｔ ｃ ｎ ｃ ａ ｍ—
邵 竹 星 （ ９ ６ ） １８ 一 ， 男 ， 士 研究 生 ， 硕 研 究 方 向 为 电 力 电子
功功率理论 的谐波检测方 法 。建立 了四桥臂带输 出电感的三相 四线制 的数学模 型。基 于 幽０坐标 系下数学模型 ， 用电流 内环 的基 于前馈 解耦 Ｐ 控制方 法 ， 采 Ｉ 以及 Ｐ 参数 的 Ｉ 设计 方法。利用三维空 间矢量 脉宽调制技术 （ Ｄ Ｓ Ｐ ３ —Ｖ ＷＭ） 进行 电流跟踪控制逆变器 的
Ｋ ｙｗ ｒｓ ｃｉｅｐ ｗｅ ｌ ｒ Ａ Ｆ） ｈ ｅ－ｈ ｓ ｏ ｒｗ ｒ ；ｍａｈ ｍａｉ ｍｏ ｅ；ｆｅ ｏｗ ｒ ｅ ｅ ｏ ｄ ：ａｔ ｏ ｒｆｔ （ Ｐ ；ｔｒｅｐ ａｅｆｕ － ｉｅ ｖ ｉｅ ｔｅ ｔ ｄ ｌ ｅｄ ｆｒ ａｄ ｄ － ｃ
ｃ ｕｐｌｎｇ；３ － ｏ ｉ Ｄ ＳＶＰＷ Ｍ
ｒ ｇｓｓ ｍ ａ ｂ ｉ．Ｔ ｅｃｒ ｎ ｃ ｓ— ｏ Ｉａｊｓ ｅｔ ａｅ ｎｖｌ ｇ ｅ ｒ ａ ｅｏｐｉｇｗ ｓ ｄｐｅ ｉ ｔ ｗ ｓ ｕｌ ｈ ｕｒ ｔ ｌ ｅｌ ｐＰ ｄ ｔ ｎ ｓｄｏ ｏ ａｅｆ ｄｆ ｗ ｒ ｄｃｕ ｌ ａ ｏｔｄ ｎ ｙｅ ｔ ｅ ｏ ｏ ｕｍ ｂ ｔ ｅ ｏ ｄ ｎ ａ
变换技术 和 电能质
量分析与补偿 。
Ｓ ｕ ｙ ａ ｄ Ｓ ｍ ｕ ａ ｉｎ ｆＴｈ ｅ ． ａ ｅ Ｆｏ ｒ Ｗ ｉｅ Ａｃ ｉｅ Ｐｏ ｒ Ｆｉ ｅ ｔ ｄ ｎ ｉ ｌｔｏ ｏ ｒ ｅ Ｐｈ ｓ ｕ ． ｒ ｔｖ ｗｅ ｌ ｒ ｔ

三相四线制有源电力滤波器的控制方法研究

三相四线制有源电力滤波器的控制方法研究

三相四线制有源电力滤波器的控制方法研究摘 要：并联型电力有源滤波器是 一种应用广泛的谐波抑制和无功补偿装置。

本文采用基于时域变换的谐波电流检测算法(TTA),并将滑动平均值滤波应用于该算法中。

通过建立仿真模型，对 TTA 和ip-iq 法谐波电流的检测效果及有源滤波器系统的控制进行了仿真分析。

结果表明采用滑动均值滤波的TTA 算法能够快速、准确地检测出谐波和无功电流。

关键词：三相四线;有源电力滤波器;谐波检测;滑动平均值滤波1.引言在低压配电网中广泛采用了三相四线制系统。

由于各种电能变换装置的应用以及中性线的存在，零序电流在中性线上相互叠加，会使得中性点偏移，三相 电流不对称，也会导致中线电流大大超过它的额定值，造成中线故障;另一方面使得变压器过热，导致绝缘破坏，同时还会造成中线对地电势的提升。

有源电力滤波 器(Active Power Filter，APF)因为能够根据不同的目的实现灵活的动态补偿且不容易和电网阻抗发生谐振，在三相四线制系统中已经得到了广泛的应用谐波及无功电流的 检测和补偿电流的控制都是有源滤波器应用中的关键技术，检测算法中使用的低通滤波器又是影响检测精度与速率的关键因素。

传统谐波检测多采取使用普通低通滤 波器(LPF)的ip-iq 法，但是其计算量较大，稳态精度和动态性能不够理想。

本文采用基于时域变换的谐波电流检测算法(Time-domain based Transform Algorithm，TTA)【1】，并将滑动平均值滤波技术应用到该算法中，可以有效地改善谐波检测的动、稳态性能。

补偿电流的控制采用滞环比较法，该 方法原理简单，响应速度快，且不含有特定频率谐波分量。

2.谐波及无功电流检测原理将负载电流通过计算得到期望的基波正序有功电流，再与负载电流相减取反，即可得到谐波和无功电流。

基于这种思想，目前谐波和无功的检测主要有以下几种方法【2】：(1)采用模拟滤波器的谐波检测方法;(2)基于傅立叶变换的谐波检测方法;(3)基于小波分析的谐波检测方法;(4)基于神经网络的谐波检测方法;(5)基于瞬时无功功率理论的谐波检测方法;(6)基于时域变换的谐波电流检测法。

三相四线制不对称系统有源电力滤波器的研究

三相四线制不对称系统有源电力滤波器的研究

器。 在谐波检测环 节采用任意次谐波电流的无锁
相 环 的检 测方 法 来 减小 电路 设计 和 调试 难 度 ， 同
时增强抗干扰能 力； 在补偿 电流控制环节采用了
三维空间矢量脉 宽调制 （Ｄ— ＶＰ ３ Ｓ ＷＭ） 术来 技
解决中线电流补偿问题以及提高补偿精度。
２ 并联电力有源滤波电路的控 制方法
真， 验证 控制算法的正确性 。 关键词 ： 有源电力滤波器 三相四线制 不对 称系统 三维空间矢量脉宽调制 仿真
以带 电容中点的三桥臂Ｐ ＷＭ变流器为主电路 的
三 相 四线 并联 有 源 电力滤波 器为研 究 对 象 。
有源电力滤波器系统 由指令电流的运算 电路 （ 谐波检 测电路 ） 和补 偿电流发生电路构成
系统的 任意 次谐 波电流 的无 锁 相环 的检 测 和 三维 空 『 百 １
根据 中线电流补偿方式 不同， 应用于三相四 线并联有源电力滤波器的拓扑结构主要有两种：
三 桥臂 Ｐ Ｍ变流 器和 四桥 臂 Ｐ Ｍ变流器 。 文 Ｗ Ｗ 本
矢 量脉 宽调制技 术 ， 对有 源电力滤波器 进行了建 模 及仿
有 源 电力滤波器 （ Ｆ） ＡＰ 的基 本工作原 理是 ， 在 非 对 称 三 相 四线 制 系统 中， 由于 中线 电流
实时检 测补 偿对 象的电压 和 电流 ， 经指令 电流
的运 算 电路 计 算 得 出补 偿 电流 （ 波 ） 谐 的指 令 信 号 ， 信 号 经 补偿 电流 发 生 电路放 大 ， 出补 偿 该 得
静 ∞ 西
研究与交流
三相 四线 制不 对称 系统有 源 电力滤 波器 的研 究
王群 京 许 维 国 李 国丽 漆 星
合肥 工 业 大学 （ ３ ０ ９） ２００

基于3DSVPWM调制的三相四线制有源滤波器仿真研究

基于3DSVPWM调制的三相四线制有源滤波器仿真研究
ｇｖ ｎ ｔ ｅ ｎ ｃ ｓ ａ ｙ ｉ ｓｒ ｃ ｉｎ ．ｔ ｅ ｆｎ ｌａ ａ ｙ ｉ ｉ ｌｔｏ ｖ ｆ ｒ ａ ｉ ａ ｅ ｈ Ｄ— ｉ ｅ ｈ ｅ ｅ ｓ ｒ ｎ ｔｕ ｔ ｓ ｈ ａ ｎ ｌｓ ｓｓｍｕ ａ ｉｎ ｗａ ｅｏ ｍｓ ｖ ｌｄ ｔ ｓ ｔ ｅ ３ ＳＶＰ Ｍ ｏ ｔ ｌｓｒ ｔ ｇ Ｓｅ ｅ ｔ ｅ ｏ ｉ Ｗ ｃ ｎ ｒ ｔ ｅ ｙ ｉ ｆ ｃ ｉ ． ｏ ａ ｖ
【 要】 摘 详细推导了 ３ Ｓ ＷＭ 空间调制技 术， Ｄ－ ＶＰ 介绍 了三维空间 中电压 矢量的分布 以及空间矢量脉宽调 制的实现方法。利用 ＭＡ Ａ ／ ＴＬ Ｂ Ｓｍｕ ｎ 建 了电容 中点 式 有 源 滤 波 器 的补 偿 模 型 。 对 建模 过 程 中 的难 点 给 出 了必要 的 说 明 ． ｉ ｌ ｋ构 ｉ 最 策 Ｄ— Ｖ Ｗ
２１年 ００
第 １ 期 ９
Ｓ Ｉ Ｎ Ｅ Ｅ Ｈ Ｏ Ｏ Ｙ Ｎ Ｏ Ｍ ＴＯ ＣＥ Ｃ ＆Ｔ Ｃ Ｎ Ｌ Ｇ Ｆ Ｒ Ａ Ｉ Ｎ Ｉ
０电力与能源。
科技信Ｊ Ｉ
基于 ３ Ｓ Ｐ Ｄ Ｖ ＷＭ 调制的三相四线制 有源滤波器仿真研究
周 睿 ’ 程超然 孑令军 ’ Ｌ （． １ 中国矿业大学信电学院 江苏 徐州 ２ １０ ；． ２０ ８２山东华聚能源公司东滩矿电厂 山东 邹城 ２ ３ ０ ） ７ ５０
【 ｙｗｏｄ 】Ｄ— Ｖ ＷＭ ；ｕｓ ｉｔ ｏ ｕａｉ ；ｐ ｃ ｅｔｒＡ ｔ ｅＰ ｗ ｒＦｌ ｒ Ｋｅ ｒｓ ３ Ｓ Ｐ Ｐ ｌ ｗｄｈｍ ｄ ｌ ｏ Ｓ ａｅｖｃｏ； ｃｉ ｏ ｅ ｉｅ ｅ ｔｎ ｖ ｔ
Ｏ 序 言
２ ３ ＳＶＰＷ Ｍ 控 制 策 略 Ｄ—
由于 三 相 四 线制 电力 系 统 在 生 产 和 生活 中 的广 泛 应 用 ． 用 三 相 使 在 图 ３ ７并 联 型 三 相 四线 制 有源 电力 滤 波 器 电 路 中 。 流 侧 零 线 — 直 四线 制 有 源 电力 滤 波 器 改 善 系 统 中 的谐 波 越 来 越 受 到人 们 的重 视 。 而 与 系 统 中 线 连 接 。 假定 上 半 桥 臂 和 下 半 桥 臂 电 容 电 压 分 别 为 Ｉ￡ ＝ ＝ 三 相 四线 制 系 统 中零 线 的存 在 ， 系 统 中 有 源 电 力 滤 波 器 主 电 路 及 控 使 由于 系 统 直 流侧 零 线 与 系 统 中 线 相 连 接 ， 某 相 桥 臂 导 通 时 ， 相 则 该 制 电路 的 构成 与 三 相 三 线 制 系统 时有 所 不 同 ， 零 线 电 流 补 偿 方 法 的 桥 臂 中点 电 压 即 为 ； 该 相 下 半 桥臂 导 通 ， 该 相 桥 臂 中 点 电压 即 对 若 则 不 同也 产 生 出不 同的 主 电 路结 构 形 式 和 控 制 方 式 。 中 电容 中点 式 有 为 一 ， 此 可 定 义 开关 函数 为 ： 其 依 源 滤 波器 由于 使 用 较 少 的 电力 电子 器 件 ， 化 了 触 发 脉 冲 的设 计 和 系 简

三相四线制有源电力滤波器的研究

三相四线制有源电力滤波器的研究

三相四线制有源电力滤波器的研究
牛光辉;同向前;赵航
【期刊名称】《电力电容器与无功补偿》
【年(卷),期】2014(035)001
【摘要】为了实现三相不平衡谐波的补偿,采用3个单相有源滤波器的星形连接组合成1个三相四线制有源滤波器.采用数字移相方法由单相电流虚拟出两相电流,进而利用瞬时无功功率理论实现了单相系统谐波电流的检测；建立了三相四线有源电力滤波器的仿真模型,研究了不同接线方式下三相四线有源滤波器的应用特点.开发了有源滤波器实验系统,结果表明三相四线有源滤波器能有效滤除系统中的不平衡谐波.
【总页数】6页(P1-5,11)
【作者】牛光辉;同向前;赵航
【作者单位】西安理工大学自动化与信息工程学院,陕西西安710048;西安理工大学自动化与信息工程学院,陕西西安710048;西安理工大学自动化与信息工程学院,陕西西安710048
【正文语种】中文
【中图分类】TM714.3;TN713
【相关文献】
1.三相四线制有源电力滤波器双重化设计的研究 [J], 罗进;徐笑娟;李阳
2.三相四线制有源电力滤波器多目标优化预测控制策略研究 [J], 赵国生;赵丹
3.基于新型控制方法的三相四线制有源电力滤波器研究 [J], 刘宇航;杨静;李昊;王超;陈岭
4.三相四线制有源电力滤波器中性点电位平衡研究 [J], 卢耀;王海欣;黄海宏
5.三相四线制有源电力滤波器中性点电位平衡研究 [J], 卢耀; 王海欣; 黄海宏因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

三相四线并联有源电力滤波器的性能分析


３ Ｕ ｒ ｏ ＝ ３ Ｓ ｎ Ｅ 一 （ Ｓ ｓ ｂ ＋ ｓ ） ｕ ｄ ｃ
参考文献
（ １ 】乐 健 ． 姜齐荣 ． 韩英铎 ． 基 于统一数 学模
型 的三相 四线有 源 电力滤 波器的电流滞环
是 四桥 臂的拓补 结构 中 Ｎ桥 臂输 出能力 的二
分之 一，在对 中线 电流 的补偿能力方面 ，三桥 臂拓补结构也 比四桥臂拓补结构稍弱些。
结构 分析 。而对 三相 四线并 联的 Ａ Ｐ Ｆ进
能力是最弱的，只有直流电压利 用效率 的二分 ｋ值对 三桥臂 电容 中分拓补 结构的输 出能力 与
晰 时 ，需采用统一的拓补结构 。
三相四线并 联有源 电力滤波 器分析 使 Ａ、Ｂ、ｃ桥臂输 出电流的变化率会降低 很多， 其对对象谐波含量 的补偿性能也会下降 。
ｅ 侧 ，在 图 １ － １中，各 电容值 由下至 上 以 Ｂ、Ｃ桥臂输 出电流变 化率的提 高，这时可 以 Ｃ 、Ｃ 、Ｃ 、ｃ ａ ； 直 流 电 压 的 总 值 是 做 到充分利用直流 电压 。 ＝ ｕ ｄ ，在 进行分 析时 ，假定 直流 电压 的总 ： 整个过程中是不变的；三相三线全桥逆变 ： 由 Ａ、Ｂ、Ｃ桥臂构 成的 ，作为 为单相 半 ｉ 构 的 Ｎ桥 臂，通过接 入 点接入到 直流侧 上，如图 １ ． １中所示 的 Ｊ 点与 Ｋ点。 在 对系 统零序 电压忽 略不计 的情 况下 ，
电力电子 ● Ｐ ｏ ｗ ｅ ｒ Ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｎ ｉ ｃ ｓ
三相 四线并联有源 电力滤波器 的性 能分析
文／ 潘 元 鑫
０＋
键词 】数学模型 三相 四线制 并联有源 电 ； 波器 性能分析
０－ 图 卜１ ：三相四线并联有 源电力滤波器的统一拓补结构

100kVA三相四线有源电力滤波器的研制

在 我 国的低压 配 网尤 其 是市 政 电网 中 ， 三线 四 线 负 载 占有相 当大 的 比例 ， 线性 负 载 中往往 存 在 非 零 序 电流过 大 的问题 ， 相整 流 器负 载 中性线 电流 单 甚至 达到相 电 流 的 １ ７ ． ３倍 ， 易 造 成 中性 线 发 容 热 、 火 的事 故 。 同时 三相 四线 负 载 的不 平衡 问题 起
要 的开关 器 件少 ， 必须 对 电容 中心 点 电压 进 行 控 但
制， 增加 了控 制复杂 程度 。文 献 ［ ０ 统 一 了 这两 种 １］
电路结 构 的数 学模 型 ， 出 四桥 臂 结 构 虽然 需 要 的 指 开 关器 件较 多 ， 但其 电流跟踪 能力更 强 、 中性线 补偿 效 果更 好 ， 系统控 制也 比较简 单 。 本 文设计 了基 于 改 进 Ｆ Ｄ法 的指 令 电流 检 测 Ｂ
量 为 １０ Ｖ 输 出 电 流 １０ ） Ｓ Ｐ ０ ｋ Ａ（ ５ Ａ 的 Ａ Ｆ样 机 ， 建 了 大容 量 实 验 环 境 ， 该 装 置 性 能 进 行 了 实验 验 搭 对
证 并给 出了结果 。 实验 结果证 明装 置原理 的 可行 性 ， 对谐 波 电流、 负序 电流 和零序 电流补 偿效 果非
Ｊ ｎ．２ ０ ａ ０１
Ｉ Ｏ Ｖ 三 相 四 线 有 源 电 力 滤 波 器 的 研 制 Ｏｋ Ａ
胡 楷 ，潘 孟春 ，于 晶荣
（ ．国防科技 大 学机 电工程与 自动化 学 院，湖 南 长沙 ４ ０ ７ ； １ １０ ３ ２ ．长沙威胜 能 源产 业技 术有 限公 司研 发部 ，湖 南 长 沙 ４ ０ １ ） １ ０ ３
算 法 的可行 性 ， 明三 相 四线 Ｓ Ｐ 说 Ａ Ｆ在 性 能 上 的优

三相四线多重化有源电力滤波器控制策略研究的开题报告

三相四线多重化有源电力滤波器控制策略研究的开
题报告
一、研究背景
随着电力电子技术的不断发展，电力质量问题日益受到关注。

其中，谐波污染是一种常见的电力质量问题，可以导致电网中的电压和电流畸变，损坏供电设备，对电力系统的稳定性和可靠性产生不良影响。

为了
解决谐波污染问题，研究人员提出了许多技术，其中包括使用有源电力
滤波器来降低谐波电流。

当前，大多数有源电力滤波器都是采用三相三线结构，通过空间载
波与辅助电路来控制谐波电流。

但是，随着用电负荷的不断增加，三相
三线结构已经难以满足需求，因此需要采用更加先进的多重化技术，例
如三相四线结构。

同时，在多重化的环境下，如何设计控制策略以实现
有效的谐波抑制也成为了重要的研究课题。

二、研究目的
本研究旨在探索三相四线多重化有源电力滤波器控制策略，并通过
仿真实验验证其有效性。

具体的研究目标包括：
1.设计可靠的多重化控制系统，包括多个电源和多个逆变器。

2.开发多种控制算法，以实现最优化的与最小化的损耗。

3.利用仿真实验验证控制策略的有效性，包括在不同负载条件下的
对谐波抑制效果、系统稳定性和安全性等方面。

三、研究内容
1.多重化控制系统设计
2.多重化控制算法设计，包括序列循环控制，协同控制和优化控制等。

3.仿真实验设计与结果分析
四、研究意义
本研究将为新型电力滤波器的设计与控制提供一种新的思路，有助于解决现有电网中的电力质量问题。

同时，该研究也可以提高电力系统的稳定性和可靠性，促进电力智能化的发展，有重要的工程实际意义和应用前景。

并联型三相四线制电力有源滤波器研究论文

23.Thomas T.Haddad K.Joos G Design and performance of active power filters 1998(05)
24.唐中琦.谢运祥有源滤波器补偿电流的检测与控制 1998(04)
25.李圣清.罗飞.张昌凡基于ip及iq运算方式的改进型谐波电流检测方法[期刊论文]-电气传动 2003(2)
11.王兆安.李民.卓放三相电路瞬时无功功率理论的研究 1992(03)
12.Zeng J.Ni Y.Diao Q Current controller for active power filter based on optimal voltage space vector 2001(02)
13.Woo-Cheol Lee.Taeck-Kie Lee.Dong-Seok Hyun A three-phase parallel active power filter operating with PCC voltage compensation with consideration for an unbalanced load 2002(05)
Lowpass Filter2处断开即可。
图6.3两相坐标转三相坐标模型
图6.2和图6.3分别为三相转两相和两相转三相的模型,第一次坐标变换得到d一口坐标下瞬时有功、无功电流;第二次坐标变换得到三相坐标下的基波电流(不补偿无功时为基波电流和无功电流的总和)。
补偿无功时补偿前电流
图6.18APF带三相不对称负载低通滤波器截止频率50Hz
补偿无功时补偿后电压
图6.19APF带三相不对称负载低通滤波器截止频率50Hz
补偿无功时补偿后电流
图6.20APF带三相不对称负载低通滤波器截止频率50Hz
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建 : 三相四线制有源电力滤波器的研究
39
法 , 该方法在保持良好的补偿性能的同时 , 还可以 达到降低开关损耗的目的。
代表三相电源电压和电源电流; iL a 、 iL b、 iL c 为三相 负载电流 ; iso、 iL o 指电源侧中线电流和负载侧中线 电流 ; i ca、 i cb、 i cc和 ico分别指三相及中线补偿电流 , v dc是 直 流 侧电 容 电 压。三 相 桥 控制 器 的 输 出 Q ap、 Q an、 Q bp、 Q bn、 Q cp、 Q cn为主电路开关 S ap、 S an、 S bp、 S bn、 S cp、 S cn的控制 信号, 而 N 相 半桥的输 出 Q np、 Q nn是主电路开关 S np、 S nn的控制信号。
bp
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O FF Qp Qp ON Qn Qn
ON Q Q
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Qn Qn ON Qp Qp O FF
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第 5期
庄华, 肖贤建 : 三相四线制有源电力滤波器的研究
41
图 3 基于矢量模式的三相单周控制器 由式 ( 7) 和表 1 可得到图 3 所示的控制器原 理图, 控制器原 理包括以下部分: 区间选择电 路 : 主要用于检测电源电压处于 6 个区间中的哪 个区间。 输入电流选择电路 : 主要用于选择输 单周 入的电源电流以确定 ip, in 所对应的值。 v refn = - hi so 将稳态时的单周控制方程设定为: 1 dnnT S ico dt = dnn ico = - h ico TS 0 ( 9)
Abstract : T h is paper propo ses part itioning the m ain c ircuit o f th ree -pha se four -w ire APF w ith fo ur - leg in to tw o sub-circuits . In o rder to reduce the sw itch frequency, three -phase bridge is con tro lled by one -cy cle contro l m ethod w ith vecto r operat io n , but N-phase ha lf -bridge is st ill ba sed on the o rd in ary one -cy cle con tro . l A f ter the con tro l equations and con tro l circuits o f each sub -c ircu it are set up , the si m u lation o f overa ll circuit is studied , w h ich show s the contro l c ircu it is very si m ple , can com pensate the neutra l current a s w e ll as th ree -phase harm on ic and reactive curren ts ef fec tiv ely, and it can reduce th e lo ss of sw itches in APF. K ey w ord s : active pow er f ilter ; one - cyc le contro l on vector operat io n ; three -phase fo ur -w ire ; sw itch lo ss 模式的单周控制技术可以减少工作在高频的开关 个数 , 已经运用于三相三线制有源电力滤波器, 该 方法大大降低了开关损耗, 使有源电力滤波器的 实用性大大提高
2v c v a + v d c v dc 假定电源电压平衡无畸变 , 设定三相有源电 力滤波器的控制目 标为电源电流与 电源电压同 频、 同相的正弦波 , 即 : v a = R e v sa v b = R e v sb v c = R e v sc
表 1 矢量模式的单周控制的相应参数
输出参数 区域 ip ( 0 ~ 60 ) ( 60 ~ 120 ) ( 120 ~ 180 ) ( 180 ~ 240 ) ( 240 ~ 300 ) ( 300 ~ 360 ) i sa - i sb i sb - i sc i sc - i sa in i sc - i sb i sa - i sa i sb - i sb dp d an d bp d bn d cp d cn d ap dn d cn d cp d an d ap d bn d bp dt d bn d ap d cn d bp d an d cp Q ap Qp ON Qn Qn O FF Qp Q an Qp O FF Qn Qn ON Qp Q
A Study on Three -phase F our -w ire A ctive Power F ilter
ZHUANG H ua XIAO X ian-jian
( S chool o f E lectron ic & E lectric Eng ineering, Chan gzhou Inst itu te o f Technology, Ch angzhou 213002)
摘要: 单周控制方法已经在有源电力滤波器中得到了一定的应用, 文章将四桥臂三相四线制有 源电力滤波器的主电路分为三相桥和 N 相半桥两个独立的子电路, 同时为了降低三相桥的开关频 率 , 对其采用矢量单周控制模式 , 而 N 相半桥仍采用一般的单周控制方式。 推出了各自的控制方 程和控制电路 , 并进行整体电路的仿真研究 。采用该方法电路简单 , 不仅可以有效地补偿系统的三 相谐波电流 、 补偿中线电流 , 还可以减少开关损耗。 关键词 : 有源电力滤波器; 矢量单周控制; 三相四线制 ; 开关损耗 中图分类号 : TM 76 ; TN 713 文献标志码 : A 文章编号: 1671- 0436( 2010) 05- 0038- 06
1 2
i sb i sc ( 4)
其中 , R s 为电源输入电流得测量电阻, vm 定 义为 : v dc ( 5) Re 在 60 ~ 120 区 间内, 开关 Q ap 持续导 通, vm = R s Q bp持续关断, d ap = 1 , 用同样的方法可以得到目标 方程 : 1- d ap vm 1- d cp d ap = 1 依次类推 , 在 0 ~ 360 范围内有: =Rs 2 1 1 2 i sb i sc ( 6)
收稿日期 : 2010-07 -01 基金项目 : 常州市社会发展科技计划 ( C S20100013) 作者简介 : 庄华 ( 1980 ) , 女 , 讲师。
。但在三相四线制电路中矢
量模式 的 单 周控 制 方 法还 没 有 较好 地 研 究 和 应用。 本文将四桥臂三相四线制有源电力滤波器主 电路看为三相桥和 N 相半桥的组合 , 将矢量模 式的单周控制方法运用于三相桥的控制, N 相半 桥则采用以电源侧中线电流为参考的单周控制方
[ 3- 4]
0 引言
单周控制作为一种非线性控制方式 , 在各类 有源电力滤波器中得到了成功的应用 , 使用该方 法控制电路相对简单 , 补偿效果良好 , 能较好地消 [ 1- 2] 除稳态和瞬态误差 。 开关损耗是衡量控制方法优劣的重要指标之 一 , 基于单周控制方法 , 主电路三相桥上开关都工 作在高频状态, 损耗较大, 因此, 从控制方法的优 化上减小开关损耗是一个值得探讨的问题。矢量
第 23卷第 5 期 2010 年 10 月
常州工学院学报
Journal of C hangzho u Institute of T echno logy
V o. l 23 N o. 5 O c. t 2010
三相四线制有源电力滤波器的研究
庄华 肖贤建
( 常州工学院电子信息与电气工程学院 , 江苏 常州 213002)
图 2 三相电源电压 先考虑三相系统的 0 ~ 60 区间, b 相电压 值相对其他两相最小, 开关 Q bn在这 个区间内保 持导通状态 , 即 d bn = 1 , 代入式 ( 1)可得: 1- d an = d bn = 1 1- d cn = v c 2v a + v d c v dc ( 2)
1 单周控制的四桥臂三相四线制有 源电力滤波器
图 1 为矢量模式的单周控制四桥臂三相四线 制有源电力滤波器原理图, v a、 v b、 v c 和 i sa、 isb、 i sc
图 1 矢量模式的单周控制四桥臂三相四线制 APF 的原理图 四桥臂三相四线制 有源电力滤波 器的主电 路是一个四 相补 偿装置 , 与 非线 性负 载并 联接 入电网中, 其中 专门用 一对 桥臂 来提 供系 统的 中线电流的补偿 , 可以把图 1 中有源电力滤波器 的主电路分为 由 A、 B、 C 三 相构 成的 三相 桥式 电路和 N 相半桥电路 , 它们有共同的直流端。 三个桥臂上的每一对全控型开关互补, 基于 单周控制的三相桥的任务是使电源电流 isa、 i sb、 i sc 跟踪电压 v a、 v b、 v c 的变化 ( 可以认为电源电压平 衡且无畸变 ) , 在三相四线制系统的 调节下产生 谐波和无功电流。 中线电流补偿可以消除过多的不同频率的中 线电流、 对共模分量快速响应。在单周控制电路的 作用下, 图 1 中的 N 相半桥电路可用于单独限制三 相四线制系统的中线电流, 开关 S np、 Snn可以同时关 断, 但不能同时导通, 以避免出现短路。 三相桥和 N 相半桥都是三相四线制有源电 力滤波器的功能模块 , 可以对它们分别进行控制, 也可以单独使用
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常州工学院学报 将式 ( 3)代入式 ( 2)得 : 1- d ap 2 vm =Rs 1 1- d cp d ap = 1