新型注入式混合有源濾波器控制算法的研究
由系統閉環傳遞函數可得其頻率特性方程為:

式中:n為整數;f為基波頻率。
式(3)說明遞推積分PI控制算法可使輸出電流對參考信號的跟蹤誤差趨于零。
3.3.2 復合控制分析
由于積分環節的存在,其動態性能不夠好。滯環控制算法跟蹤速度較快,但存在穩態誤差以及帶來的開關諧波不易濾除等缺點。
復合控制算法傳遞函數的原理是通過對滯環環寬的設置,判定等效控制的投入,當誤差e較大時,滯環控制起作用,快速跟蹤起主要作用;當誤差e小于一定值之后,精確治理起主要作用。
按照上述分析得以下控制規律:

式中:x=a,b,c;p[ueqx(k)]為開關狀態;ueqx(k)由遞推積分PI控制算法確定;H為環寬。
4 仿真及實驗
將所提出的復合控制算法應用到IHAPF拓撲結構中進行仿真。仿真軟件采用PSIM4.1。系統參數:網側線電壓設置為工頻35 kV;有源注入支路為7次單調諧支路,參數:電容為2.7 μF,電感為73.57 mH,并聯電感為8 mH;采樣頻率為10 kHz。
圖6為分別采用遞推積分PI控制及復合控制算法時波形。由圖可見,采用復合控制算法時,系統可以較快地使跟蹤誤差e達到一定范圍之內,而遞推積分PI控制需要較長時間。本文引用地址:http://www.104case.com/article/175856.htm
在實驗室搭建樣機,采用中功率IGBT模塊FF450R12ME4組建逆變器,直流側電容為兩并兩串10000 μF/450V;采用TMS320LFV2812A作為控制器芯片;采用0.5 mH/200A濾波電抗器;注入支路為7次單調諧支路,補償1 Mvar無功;5,11次為單調諧無源濾波器,分別補償3Mvar及15Mvar無功;并聯電感為8mH,基波分壓約為100V。圖7示出裝置投運前網側電流波形及電流畸變率。圖8示出裝置投運后網側電流波形及電流畸變率。
由圖8可見,投入裝置后,特征次諧波含量大幅降低,裝置具有很好的諧波治理效果。經測量,平均功率因數由原來的0.82提高到0.97,同時5,7,11,13次特征諧波也得到了很好的抑制,達到了國標要求。該控制方法還可以應用到其他相類似系統,如交流電機的驅動,用以提高系統控制精度及響應速度。
5 結論
分析了35 kV新型注入式混合有源電力濾波器原理,與傳統基波諧振式并聯混合有源濾波器進行了比較。提出了一種檢測網側的諧波指令信號獲取策略以及一種復合控制策略,其精度高,響應快。軟件仿真及測量結果驗證了控制方法的有效性及正確性。
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