一種消除有源電力濾波器系統(tǒng)振蕩的控制方法
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改進(jìn)后控制方式的結(jié)構(gòu)如圖6、7所示。圖中G1(s)、G2(s)是無源濾波器分別以icL、ih為輸入，ih、is為輸出的傳遞函數(shù)。由于系統(tǒng)本身包含有微分成分，容易振蕩，對干擾信號敏感，采用局部反饋，既可以實(shí)現(xiàn)在串聯(lián)校正中改善系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)性能和暫態(tài)性能的作用，又可以抑制諧振干擾信號的影響。同時(shí)，該局部反饋主要作用在高通濾波器上，對其它部分沒有太大的影響。另外，由于該反饋的引入，前向通道的增益有所降低，系統(tǒng)的穩(wěn)定性提高了。和前面介紹的三種方式相比，不僅能很好地消除振蕩，濾除高頻諧波，而且結(jié)構(gòu)比較簡單，無須復(fù)雜的算法，很容易實(shí)現(xiàn)。
圖6 檢測負(fù)載側(cè)電流控制方式改進(jìn)后結(jié)構(gòu)圖
圖7 檢測電網(wǎng)側(cè)電流控制方式改進(jìn)后結(jié)構(gòu)圖
4 仿真結(jié)果分析
以上分析可以用PSPICE從仿真結(jié)果得到驗(yàn)證。
仿真中電網(wǎng)頻率為50Hz，三相有源電力濾波器開關(guān)器件工作頻率為20kHz。非線性負(fù)載為三相整流器，后接20mH電感和2Ω電阻。高通濾波器采用50μF的電容。仿真結(jié)果如圖8、9、10、11和表1所示。
表1 兩種傳統(tǒng)控制方式改進(jìn)前后仿真結(jié)果比較
| 控制方式 | 電網(wǎng)側(cè)電流畸變率 | 公共點(diǎn)電壓畸變率 |
|---|---|---|
| 未補(bǔ)償時(shí) | 23.5％ | 7.90％ |
| 檢測負(fù)載電流控制方式 | 8.66％ | 9.22％ |
| 檢測電網(wǎng)側(cè)電流控制方式 | 5.06％ | 5.52％ |
| 改進(jìn)后檢測負(fù)載電流控制方式 | 1.82％ | 2.78％ |
| 改進(jìn)后檢測電網(wǎng)側(cè)電流控制方式 | 1.61％ | 3.33％ |
圖8 傳統(tǒng)檢測負(fù)載電流控制方式下電網(wǎng)側(cè)電流和負(fù)載電壓
圖9 改進(jìn)后檢測負(fù)載電流控制方式下電網(wǎng)側(cè)電流和負(fù)載電壓
圖10 傳統(tǒng)檢測電網(wǎng)側(cè)電流控制方式下電網(wǎng)側(cè)電流和負(fù)載電壓
圖11 改進(jìn)后檢測電網(wǎng)側(cè)電流控制方式下電網(wǎng)側(cè)電流和負(fù)載電壓
從表1可以看出，對原來控制方式進(jìn)行改進(jìn)后電網(wǎng)側(cè)電流和公共點(diǎn)電壓的畸變率有效地降低了。對比圖8和9，圖10和11也看出控制方式改進(jìn)后有源濾波器的電網(wǎng)側(cè)電流和公共點(diǎn)電壓的波形有了較大的改善，更接近正弦形。總之，有源濾波器的性能得到了較大的提高。
5 結(jié)語
從前面的分析和仿真結(jié)果可以看出，本文提出的這種新型控制方式不僅很好地消除了振蕩，濾除了諧波，而且還能提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性，控制算法也極其簡單，具有很好的推廣價(jià)值。缺點(diǎn)是需要檢測的電流信號數(shù)量增加了。
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