基于单位功率因数控制策略的有源电力滤波器基于单位

基于单位功率因数控制策略的有源电力滤波器李建林1，支勇2，刘兆1，张仲超1(1浙江大学，浙江

杭州

310027）(2山西省黄河万家寨水利枢纽，山西

太原

030002）1

引言

随着电力电子技术的飞速发展，各种电力电子装置得到了广泛应用，然而这些装置自身功率因数很低，不仅给电力系统带来了严重的谐波污染，也给电网带来额外负担并影响供电质量。为此，电力有源滤波器已经成为电力电子技术应用的重要发展方向。H．Akagi等人提出的瞬时无功理论[1]，为有源滤波器的研究奠定了理论基础；Depenbrock等则将单位功率因数控制策略应用到有源滤波器中[2]。本文针对三相系统分析了单位功率因数控制策略的基本思想及其相应的控制方法，实验结果表明：按此策略设计的实验系统可以抑制整流器产生的谐波，消除了整流器负载对电网的谐波污染。2

基本原理[3][4]

单位功率因数控制策略的目的是使非线性负载和并联的滤波器等效为一电阻性负载，从而使电网的负载电流为与电网电压同相的正弦波，功率电网数为1（单位功率因数）。本文提出了按此策略设计的系统结构如图1所示。图中Vsi（电网电压）为理想正弦电压而且三相平衡，可表示为Vsi(t)=Vssin[ωt－π(i－1)]i=1,2,3

（1）图1

有源电力滤波器实验原理图式中：Vs为电网电压有效值。负载电流iLi可表示为iLi=Insin{n[ωt－(i－1)π]＋θn}i=1,2,3

（2）缸式中慢：箩I象n阔代表何基波军和各罪次谐均波电欣流的杜有效察值；答骨虫海乖暮仗时θ坦n健代表炮基波余和各听次谐俭波电蹦流的猎初相嫁角。昨跪补偿辆电流轨i栏c队i达可表古示为跨摸枣加i浓c狡i阿=没I赢1健co设sθ丧1娘si有n[认ω胀t碍－(白i客－1朽)爆π]觉－岂i魄L江i鹿(影t阴)洁良局i对=1历,2提,3己艰帽（3摊）亭式中余：偷I歪1熄为负奥载电鸟流疗i络L鲁i厨的基丛波分虚量的合有效菠值。矿谜龟慌L拥f总=副V农si堆－君V核co布n阴i拾新速（4圈）桐狗脖将式程（3糟）代轮入式淹（4音）中可就可敬求出穗保证瑞单位绵功率近因数码所需步要的壳逆变随器输质出电京压承V玉co越n船i拢(犯t示)，童V赴co歼n识i付(滚t刃)是雹通过礼对邻V范dc缓/2河进行首调制表得到吼。当惜正常患工作刺时，需i止s时i湿应成赠为与控V哀s寻i泛同相荣的正俭弦波耀，可当表示慨为绿尤永i仔s历i有(腾t兴)=澡I瞧s专si禽n[懂ω怜t狗－章π(兔i姑－1究)]含训移央i愿=1杀,2亭,3主丹乱（5唉）贴式中知：蔬I闪s伟为网蚂侧电凭流有壤效值逃。脸见朱电网廉的负庙载电民流是炮与电付网电摔压同仙相的谷正弦束波，黑功率野因数杠为1南（单伞位功套率因戒数）蓄，式萄（5圈）中须I幕s搞可从充整个闷系统朱的有花功功飞率流副动中谊获得掌。检亭测A业PF旬直流盯侧电莲容电新压，各滤除安纹波凡，得纲到电报容平仆均电晒压，依将电歌压设种定值息减去蓄电容尖电压俘，差淡值送君入P铺I控运制器享，P显I控快制器灿的输偷出就务是网志侧电责流的纱幅值渴。该决幅值息与相悉电压归同相牙的三庸相单蛇位正钱弦信燥号相亮乘后移，便告可得苦到理尝想的栽参考愚电流幸信号盯，然亡后与磨整流翁侧电副流相辅减便煤可得抽到所牺需的胳调制键信号遇，系亏统控蛮制结慢构如初图2膜所示嫂。添图2尽恋画基于底UP裕F控指制策普略的醉系统葵框图苦3

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