学习电本题目电网谐波与无功综合动态补偿研究

HAPFSVC先介绍了综合补偿系统的结构;阐述了系统的工作原理;构建了系统的基波域和谐波域等效模型,然后通过分析模型,确定此系统能实现谐波与无功动电源电压畸变导致不能准确检测谐波的问题,先对三相电压预处理,再输入到锁TCRTCR结构特点,阐述了混合有源滤波器运用分频控制方法的必要性;提出了一种改进的广义积分控制器,此控制器可根据误差和误差变化率来改变广义积分控制器的参数,使其能更好的谐波电流;联系瞬时无功功率检测方法,推出了三相补偿导纳计算的。最后进行仿真，仿真结果证实了上述方法的可行性和有效性第1章绪 第2章谐波与无功综合补偿系统结构和原 SVC与HAPF综合系统结 第3章谐波和无功检测方法研 第4章综合补偿系统控制方法研 SVC与HAPF控制方法概 1波的存在会引起自动控制装置的误动作。同时这些负荷大部分功率因数偏低,导致用户的由于电力电子技术的发展,谐波治理与无功补偿的研究已取得了显著突破,像有源电(ActivePowerFilter-APF)(StaticVarCompensator-SVC)、静止无功发生装置(StaticGenerator-SVG)、晶闹管控串联补偿装置(ThrusterControlledSeriesCapacitor-TSC)但这些补偿装置都有一定的局限性，有的只能补偿无功和谐波中的一种,有的不能满足补SVC非线性设备是指:在正弦供电电压下而产生非正弦电流,或在正弦供电电流下而产生了非正弦电压的设备。动作，还会造成电能计量的误差。谐波电流在高压线对相邻通讯线路产生干扰影电路中的无功功率的定义视在功率S

从式(1.4)和(1.5)可知道,相角差为0时,有功与视在功率相等且取最大值功率因数的值为,电流为非正弦波,总有效值为,基波电流的有效值为且与电压的相位差为,n次谐波电流的有效值为。不同频率的电压与电流相互作用不产生有功，这时相应的有功和分别是基波电流和谐波电流作用下产生的无功,功率因数V[1]知，当电流存在畸变时,总电流可分解波电流滞后于网侧电压的装置,要消耗比较多的无功;三是电弧类负荷,要消耗很多无功无功补偿和谐波抑制的作用就是提高系统功率因数,减小波形畸变率,降低设备容量,近年来无功动态补偿方面广泛应用SVC。其中代表性的是固定电容器组与晶闸管控制可有效降低电力电子装置所产生的谐波;把发电机和变压器的绕组改接成三角形联接,也是为了3及3的倍数次谐波进入电网。续或者有级的无功补偿。PPF偿调谐频率处的谐波。SVCTCRPPFAPF基于有源滤波器的容量与成本成正比的原因，提出了混合有源滤波器(hybridactiveHAPF1.2APFPPFHAPF1.3APF一是抑制网侧谐波电压,二是改善PPFPPF无功负荷的变电站的要求。PPF仅能调谐在特定的几个频率处,所以串联型混合有源滤波1.41.5HAPF在图1.5所示,有源部分与无源部分串联后再与负载并联,起到了谐波的作用,避保证,谐振支路分压由于网侧谐波而升高,逆变器也存在开关损耗,影响补偿性能。SVC+APFSVC3452本章介绍了有源滤波器和静止无功补偿器的工作原理;提出了综合补偿系统的基本拓扑结构并分析其工作原理;建立了综合补偿系统的基波域和谐波域等效模型,确定了其可行性。计算出补偿电流,通过受控变流器向电网注入与谐波电流幅值相等、方向相反的补偿电主电路中的电力电子变流器,主要是完成补偿电流信号的功率放大,产生补偿电流时在逆变状态，可称其为逆变器。APF计算得出补偿电流的控制量信号,经主逆变电路对补偿电流控制量进行放大并反相,这样补偿电流就得到了。补偿电流与负载电流中的谐波电流抵消,就可以得到正弦电流。TCRTCR2.2出的无功最小。a=180°90°?180°之间时,仅部分晶闸TCR补偿电纳与触发延迟角有什么关系呢，用推导如下：2.3，

其中aTCR

TCR可以看作一个可变电纳,电抗器改变触发延迟角相当于改变电纳值,进而改变基波电流。如图2.4，的标么值随触发延迟角a的变化曲线。器接在母线上,二次侧有两个绕组,YA30°相角差,再在两绕组各连接6TCR,12TCR。2.7APF（TCR，TCR两条单调谐滤波支路与高通滤波支路组成了无源滤波器,作用是调谐谐波含量大高次数的谐波。其它次数的谐波由有源滤波来补偿,二者相互配合，优化了滤波器的性能。根据串联分压原理,又由于附加电感的阻抗比无源部分的阻抗小,分配给它的基波电压很小,再经过耦合变压器,有源部分承受了很小的基波电压,降低了有源部分的容量就降低了成本。电感、TCR2.8 TCR

因为晶闸管触发角的范围为90°-180°,所

通过SVC的电流为为在基波频率处展开等式,可得系统的等效补偿电纳为

如图2.10所示即为系统在谐波域中的等效模型。其中电源谐波电压为，电网谐阻抗为,谐波电流源是非线性负载，值为，为流过晶闹管控制电抗器所产生的谐压源，HAPF输出电流为，分别为注入支路谐波和并联电抗器阻抗,如果变压器为理想变压器,且电压变比为n:1,将逆变器归算到变压器的网侧。 电压、电流定律,可列写如下方程组系统有源部分在谐波域的作用是,先检测非线性负载产生的谐波与TCR投切过程中所其中为等效控制系数。把(2.17)带入式(2-18)TCR(2.19)可以进行简化:2.102.11，这效的逆变器输出电压,分别为耦合变压器原边上等效的输出滤波电感和电容由目前谐波电流的检测方法可分为负载电流中提取出基波或谐波分量和系统电压为基准来提取所需补偿量的有基于小波变换的谐波检测法,自适应谐波检测法，结合系统电压Fryze时无功功率理论的p-qip-iq50Hz50Hz原电流相比较得出谐波分量。电路简单、造价低是该方法的优点。但缺点也很多,受环境到的畸变信号进行离散化处理使其变为数字量,再经过傅里叶变换,分解为高次谐波代数的和,直观地可以看出各次谐波幅值和相位,再利用低通滤波器知道所需补偿的谐波分量,然后对其傅里叶反变换,获得所需的补偿电流。这种方法的优点是精度较高、功能较多、使用方便。缺点是计算量大,计算时间长，,实时性差,难以对时变的信号进行检测。会产生频谱泄漏效应和栅栏效应,测量精度的要求。Fryze用平均功率,需要对上一周期积分,所以检测值会滞后。如今运用广泛的是基于瞬时无功功率理论的检测法，首先由学者赤木泰文提出,该理论打破了一个传统，就是以平均值为基础的功率定义,包括:p-qip-iq吸收的无功功率相应的减少。TCR当触发延迟角在90°至180°时,流过电抗器的电流发生畸变。釆用分析法可知,n次谐波的有效值与a(3.2)。a=0TCRa3.13-2aTCRn=2k±l(kTCRTCR产生偶数次谐波，就是在反并联晶闹管的导通角不对称的时候。晶闹管完全导通时,如表3.1个6脉波的TCR可以减次谐波含量。要知道无源滤波器只能滤除固定次数的谐波，且受外界较大，还可能与电网发生TCR在三相电路中，各相电压瞬时值分别为,各相电流的瞬时值分别是把三相电路中各相电流和电压的瞬时值变换到a-p两相正交坐标系由式(3.3) 和电流把矢量构成电压矢量e,电流可构成矢量其中:e和i的模分别是E和I;e和i的幅角分别 矢量ieeiq。即:其中 把式(3.3)、(3.4)带入式(3.9)p。 两相瞬时无功电流和经两相到三相变换可以得到三相电路中各相的瞬时无功电流,两相瞬时有功电流变换同样可得到三相瞬时有功电流。即ip-iqp-qp功率q的,还有一种是法，通过计算瞬时有功电流和瞬时无功电流的。它们都是三相瞬时无功功率理论而，本文接下来阐述法图3.3是谐波检测方法的原理框图,这种方法实际是由p-q检测法派生出来的， 和余弦信号,锁相环可以得到相位信息。运用瞬时无功功率理论,能够计算出瞬时有功和无功分别是、，经过低通滤波器滤波道、的直流分量。由三相基波电生的,所以 三相谐波电流。如图3.3功能表述如下:同时检测谐波和无功,需将中的通道断开;提取无功电流,本节谐波和无功的综合检测方法有几个优势：更加适用于TCR和HAPF综合系统；不存在在电源电压畸变下,没办法准确检测基波正序有功分量的问题;还可以检测出TCRTCR消除法的检测误差,也得到了电源电压的基波正序相位信息,凭借相位信息对三相电流进行p-q3.4数;正序负序由下标+一表示；且。对电压进行变换,知滞后90°得: (3.19) (3.20) 为分别检测出谐波和无功电流,将图3.4中的通道分为两支,第一个用于检测谐波,通过 逆变换 逆变换,可以得到TCR无功电流经过低通滤波器,得到直流,将经过两次反变换得到了三相无功电流TCR从前面分析知,TCR正常运行时也会产生谐波,虽可以通过检测方法得到,但检测会产生TCR假设导通角为时的电流幅值为1,TCR的电流与触发角的关系如下TCR式(3.25)乘以各相的正弦信号就知道TCR在触发角为时的基波电流分量,相位与线30TCR其中通过锁相环可得到。图3.6为TCR谐波预测原理框图TCR为了避免电网电压畸变干扰谐波检测,所谐波和无功检测方法需要改进,实质建仿真模型,对比电网电压对称无畸变和存在畸变情况的波形。接下来搭建了TCRTCR3.9TCR110°,3.10TCR本章先介绍了常见的谐波和无功检测方法,仔细介绍了检测法;设计了一种适用于综合补偿系统的谐波和无功的综合检测方法;电网电压存在畸变会影响检测的问题,提出了一种改进方法;TCR4上一章介绍的检测方法获得了系统中的谐波和基波无功电流,参考指令信号就是补偿电流,系统实际输出的电流如何实时的该参考指令信号只是一个亟待解决的问题APFTCR了一个的辅助模糊控制器来弥补传统广义积分器的不足,此控制器能实时地改变广义积分控制器的参数,以便达到谐波电流更好的效果;结合无功检测方法,得出了一种补偿导纳的计算方法，它是以瞬时无功电流表达的。制方法;三角载波法、滞环比较、空间矢量脉宽调制是主要的控制方法。电流控制方法PI单周控制。它是一种非线性控制方法,由学者K.M.Smedley和S.Cuk一K+1广义积分控制。在静止坐标系下可以实现谐波电流的无差控制,实现较为简单，控制方法:过放大器放大,放大后的值与高频三角载波相比较,得出的脉冲当作控制逆变器各个滞环比较法。利用滞环比较器构成滞环带,是以参考电流为基准的。补偿电流与参考电流相比较，比较误差控制逆变器动作。该方法的优点是原理简单,误差小,且有推出开关矢量作用的时间,按照一定顺序排列所选取的开关矢量,三矢量调制控制波形就可形成。最后生成电路使输出的空间电压矢量尽量近所需空间电压矢量考值,这是通过控制信号控制开关器件的通断来实现的，这样就实现了控制电流的。TCR不对称三相怎么补偿呢？方法是：在各相分别加装所需的电感或者电容,使电网方向4.2R统。要让负载三相对称,C相和a相间需接一个的电感,在b相和a相间接 4.3先提高功率因数,方法是在每相负载上并联与负载电纳相等但为负值的补偿电纳,负载就等效成了一个纯电导,也就 ,此时三功率因素变为1,但是三相负载仍然不平衡。各相负载变为纯电导。怎平衡呢？在a相和C相接入感性电纳,在b相和C相接入容性电纳。这样就可以形成一个三相平衡网络。对称分量法:该方法一起考虑了三相不平衡负载与并联补偿装置,不平衡的电流分解为TCRTCR开环控制:一般用于负载补偿,TCRTCRTCR本文所谐波和无功综合补偿系统主要由注入式混合有源滤波器、无源滤波器和出的谐波电流与无源支路谐振次数相同时,可能会导致无源滤波支路过电流,甚至事一个常规的积分器就可以保证系统无静差。如果参考信号是周期信号,常规的积分器无法保证系统稳态无差。广义积分器是一种针对非直流信号的积分器,有源滤波器采用这种控任何周期量都能够使用变换分解为不同频率正弦分量的叠加,下面对正弦信号进行分析。对于正弦信号而言,需要对幅值积分,对频率和相角不起作用。因此,希望信号的广义积分为。构造辅助函数,它由延时90°得到,对以上三个信号进行Lace变换,可当信号的频率存在偏差时,因此式(4.10)当远大于1时,有:则对于而言,

所以,式(4.13)w信号,式(4.13)中的不是的期望积分信号的La ce变换,而是0。当都远大于1时,它们的 ce变换满足下式联立式(4.6)和式(4.21),

相对 ,是可以忽略不计的。则广义积分器的传递函数为频率为的基波正弦信号,其广义积分的传递函数为

频率为的谐波信号,其广义积分的传递函数为由式(4.20)那么对中所有频率信号的广义积分为

在有源滤波器的控制中,为逆变器输出电流参考信号与采样信 的差,则的广义积分满足以下方程其中:HPI4.7本节设计了一个辅助模糊控制器来提高控制系统的性,此控制器可以根据误差和误差变化率,实时调整广义积分控制器的参数,使其能够更好的谐波电流,以获比例作用越大,调节速度越快,但是如果比例过大,会降低系统的稳定性。因此,当偏差e大时,为了加快调节速度,Kp需要取较大的值;当偏差较小时,为了避免影响系统稳定性,Kp需相应的减小;当偏差e,KpeKp用「5°]。当积分调节作用较强时,可能会引起超调过大,严重时会引起振荡。当误差e0;ee4.6所示。它由模糊辅助控制器和广义积分控制器构成。模糊辅助控制器可以实时调整广义积分控制器的参数。根据误差ei的调整值和，它是根据误差e和误差变化率e计算的，调整值与预设值相加来达到广义积分控制器参数的调整的效果。 和归，增大Kp,直到系统振荡,令该临界状态下Kp值为为振荡周期;,则模糊控制器参数。，控制规则直接影响控制器的性能，在模糊控制系统中,它是模糊控制器的。模糊集合包括输入e、和输出以及等7个模糊子集。具体规则如下: |e|大小中等时,,为保证响应速度, 取适当值； 话,随|e|减小而增大。(4):与e同方向时,输出可能偏离稳定变化,适当增大 表4.2为的模糊调整规则根据文献[14],式(4.33)补偿导纳是用负荷线电流向 来表由式(4.33)令'，(4.34)可写为无功电流求均方根,可以得到其有效 图4.8所示与的关系式(4.37)-(4.39)式(4.40)将式(4.41)带入(4.35)

式(4.42)就是三相补偿导纳计算，是基于瞬时无功功率理论得到的。通过计算4.44.94.12从波形可以看出,传统广义积分控制器比改进的广义积分控制 误差大,改进比传统广义积分控制器能更好的误差信号。在0.1s变化时，改进后的比传统的恢复APFSVCSVC调整广义积分控制器的参数,谐波电流更有效;接着分析了补偿导纳计算方法,该法法以及控制方法等内容。本章将利用仿真软件对整个谐波及无功动态补偿系统进仿电路及参数设谐波和无功综合补偿系统的仿电路如图5.1所示,主要由四部分组成:电网电源、非线性负载、TCRTCR混合有源滤波器中的无源滤波器的主要作用是抑制谐波含量较高的特征次谐波,补偿TCR越好。单调谐滤波器被调谐在n,滤波支路中除了流过n次谐波电流之外,还流过由引起的基波电流滤波电容中同时流过谐波电流和基波电流,电容的安装容量应为谐波无功容量和基波将式(5.4)变形后代入(5.3)当时 最小。由式(5.4)可得由(5.1)

5.2,577115.1稱合变压器连接在输出滤波器和并联电感之间,用来匹配有源部分的电压和电流,还起到电气的作用。親合变压器流过较小的基波电流,其容量主要由混合有源滤波器产生的其中:P为稱合变压器容量,为滤波器输出相电压,力为逆变器输出端相电流,K为2-3。出电流的变化率变小,还有可能无法上参考电流,进而影响补偿性能。因此需要合理设N=1-3,2。附加电感提供基波无功电流的通路,这使有源部分承担的基波电压减小,从而降低有源部分的容量。为了防止无源部分和附加电感组成的滤波网络与电网等效阻抗产生谐振,注入电网,而不流入附加电感,附加电感的值不能取太小。但是为了降低有源部分的容量,时,可增大附加电感,从而保证较好的补偿特性。本文中,附加电感取为2.45mH。ip-iqHAPFTCRTCR根据第三章对改进广义积分控制器的研究,利用中的ftizzy工具箱对辅助模糊控制器进行设计,并创建模型,具体过程为以4下步:输出模糊控制器,这里输入为误差e和误差变化率输出为 值都设定为{NB,NM,NS,Z,PS,PM,PB},进行尺度变换,设定论域范围为[-6,6],隶属度函数5.3模糊推理设计:根据模糊控制规则进行模糊推理,得出模糊输出,采用if...then...语4.14.2解模糊:模糊控制器的输出是一个模糊集合,通过解模糊来确定精确量,模糊化方法很5.45.55.65.75.85.10确检测出负载电流中的谐波,检测出的波形。而三相电源电压经过预处理后,得到的5.110.15.120.020.1负载后,谐波含量变大,负载电流畸变加大,补偿后的电源电流还存在一定的畸变,补偿效果不太理想。0.2说明还存在无功;0.2TCR5.1本是在导师刘芳老师的亲切和悉心指导下完成的。刘老师给了我无微不至的，特别是在课题研究的初始阶段，由于相关领域知识和科研经验的缺乏，进展并感谢所有关心和帮助过我的亲朋好友，我只有以不断的努力来回报对我的厚爱。GeorgeJWakelin著，徐政译.电力系统谐波-基本原理、分析方法和滤波器设计[M].：2013,33(7):92-[8]陈兆岭.有源电力滤波器谐波电流检测与控制研究[D].博士，苏州：江苏大学APF+SVC[J]低压电器，2009,18(4):10-14.叶忠明，董伯藩，钱照明.几种混合有源电力滤波器分析[J].电工电能新技术，杜少通，伍小杰,魏琛，周娟.新型无变压器型并联混合有源滤波器[J]电工技术学Currenttrackingcontrolofinjection-typehybridactiveTANGCi,LUOAn,LUOShao,LIUQiu:injectiontype;hybrid;activefilter;currenttracing(CollegeofElectricalandInformationEngineering,HunanUniversity,Changsha410082,:ThemathematicalmodelofinjectiontypehybridactivepowerfilterisbuiltandtherecursivePI(ProportionalIntegral)controlalgorithmisproposedforitscurrenttracking,towhichthefuzzyadaptivemechanismisintroducedtoenhanceitsstaticanddynamicperformances.Byfuzzy reasoning,itmakesdecisionaccordingtothedeviationbetweenmeasuredandexpectedharmoniccurrents,aswellasitsvariationrate,toonlineregulatetheproportionalandintegralcoefficientsforachievingbetterstaticanddynamicperformancesandadaptiveability.Staticanddynamicexperimentshaveverifiedthefeasibilityandeffectivenessoftheproposedcurrenttrackingalgorithm.ThisprojectissupportedbytheNationalNaturalScienceFoundationof( andtheNational863nof(2004AA001032).Theproliferationofnonlinearloadssuchasstaticpowerconvertersandarcfurnacesresultsinavarietyofundesirablephenomenaintheoperationofpowersystems.Themostimportantamongtheseareharmoniccontamination,increasedreactivepowerdemandandpowersystemvoltagefluctuations.Harmoniccontaminationhas eamajorconcernforpowersystemspecialistsduetoitseffectsonsensitiveloadsandonthepowerdistributionsystem.Somemethodshavebeenusedinpowersystems.Conventionally,PFs(PassiveFilters)areusedtosuppressharmonicsandimprovepowerfactorinindustryapplication,butseriesorparallelresonancemayoccurbetweenthesystemimpedanceandPFs,whichwillamplifyharmonicvoltageorcurrentandsometimesresultindamagingPFs[1-3].Therefore,AFs(ActiveFilters)consistingofpureAFandHAF(HybridActiveFilter)aredevelopedto etheproblemscausedbyPFs[1,4-13].WhethertheAFortheHAFcouldgetthedesirablefilteringcharacteristicasexpectedornot,togreatextent,itliesintheabilitytotrackharmonicreferencecurrentsfortheactiveinverteroutputcurrents.Inindustrialapplications,PIcontrolleriswidelyusedforitssimplearithmeticandhighreliability;however,whenthecontrolledsignalemployingmulti--synthesizedcharacteristic,theconventionalPIcontrollerisdifficulttoachieveadesirablecontrollingperformance[14].Hence,theSFOI(SynchronousFrameOperationIntegral)waspresentedtosettlethisproblem[15-16].ButtheSFOIneedstorotateeachorderharmonicandmanyframeswillbecreated.Soitnotonlymakesthecalculationintricacy,butalsodelaysthecontrolperiod.AnovelcurrenttrackingcontrolalgorithmnamedrecursiveintegralPIispresentedinthispaperandappliedforaninjectiontypeHAFtoimproveitssteadystateanddynamicperformance.SystemconfigurationandmathematicalReferringthetopologyshownasfig.1andtheoperationprinciplediscussedinref.[17],theclosed-loopconfigurationforcurrenttrackingcontrolcanbeobtainedinfig.2,whereGC,Ginv,GFdenotethecurrenttrackingcontroller,thetransferfunctionofactiveinverter,andthetransferfunctionofIC/Uinv,respectively.Fig.1SystemconfigurationoftheinjectiontypeHAFinref.[Duetothenonlinearcharacteristicofvoltage-source activeinverter,itisverydifficulttoattainanenoughaccuratetransferfunctionoftheactiveinverterjustbyysis.Fig.2Closed-loopcontrolthispaperachievesthetransferfunctionofactiveinverterbyidentificationfromexperimentaldata.Theimplementationcouldbeconcludedasfollowing.Firstly,imposesinusoidalexcitingsignalswithdifferentfrequencyandmagnitudeontheinputofactiveinverter,andmeasurethecorrespondingoutputresults.Thendescribetherelationshipbetweentheinputsignalsandtheoutput.Finally,viaplentyofexperimentdata,obtaintheapproximatetransferfunctionoftheactiveinverterasshowninformula(1).whereKinv=42.6,τinv=3.62Basedonasingle-phaseequivalentcircuitinharmonicfrequencyasshowninfig.3,wecangetthetransferfunctionofIC/UinvwhichdepictingtherelationshipbetweeninverteroutputcurrentICandinverteroutputvoltageUinvasforvoltage-source Fig.3Single-phaseequivalentcircuitinTherefore,thetransferfunctionofIC/UinvcanbegainedUsually,thecontrollermaybeproportionalcontrollerbeforeemendation,namelyGC=KP. theclosed-looptransferfunctionforthecurrenttrackingcontrolis:ControllerBasicprincipleoftherecursiveintegralPIInviewofthecontrolledinverteroutputcurrentsinthispaperareperiodicandcouldberegardedassinusoidwithdifferentfrequencybasedon20mscommonmultipleperiod,whichapproximayshowninfig.4.Asweallknow,traditionalPIalgorithmneedstointegrateeverysamplingpointandtheoutputof thecontrollershouldbe:whereuanderrorerespectivelydenotetheoutputandinputofcontroller,andNisthesampledpointsofeinoneperiod,whileKPandKIstandforproportionalandintegralconstant,andKmeanseverysamplinginstants.BasedonthetraditionalPIalgorithm,conside-ringthecontrolledinverteroutputcurrenttobeperiodic,sotherecursiveintegralPIisadoptedtodointegralforeineveryperiod,whichequivalenttoNnumbersPIcontrollersworkingtogethertoimplementzeroerrorinsteadystate.Inotherwords,thecontrolledinvertercurrentsatthesamplinginstantK,K-N,K-2N,…,K-CNwillbeintegrated.Accordingtothebasicprinciplementionedabove,theoutputofcontrollershouldwhereCisanintegerandC=ent(K/N)Apparently,atthesamplinginstantK-N,theaboveformulacanbeoverwrittenSubtractingformula(8)from(7),theoutputofcontrollershouldObviously,thisalgorithmcouldrealizefastzerosteady-stateadjustingbasedonthefactthatNnumbersPIcontrollersworkingtogether.Furthermore,inordertoenhanceitsrobustnessanddisturbingimmunityability,fuzzylogicbasedset-pointweighingalgorithm[18]isintroducedinthecontrolscheme.Amelioratedcontrolalgorithmcombinedwithfuzzylogicbasedset-pointweighingAfterfuzzylogicbasedset-pointweighingalgorithmadopted[18],theamelioratedcontrolformulacanbechangedas:wherethevalueofvariablefisdeterminedbycalculatingerroreaswellasitsvariationrateΔeatcurrentsamplinginstantwithfuzzyinferencebasedonfuzzyrules.Providedinthispaper,thefuzzysetsofeandΔare{NB,NS,ZO,PS,PB}andthefuzzysetofvariablefis{NVB,NB,NM,NS,ZO,PS,PM,PB,PVB}.Thegradeofmembershipofe,Δeandfobeythenormalfunction.ThefuzzyruleisconstitutedonthebasisofMacvicar–Whelanmatrixandengineeringexperience[18],asshownintab.1.ThemethodfordefuzzificationisadoptedscaleStructureofthecurrenttrackingTheproposedcurrenttrackingcontrollerinthispaperiscomposedofrecursiveintegralPIandfuzzylogicbasedset-pointweighingcontrolasshowninfig.5,whereerrore,errorvariationrateΔeandurespectivelystandfortheinputandoutputofthecontroller;whilebandfrespectivelydenotetheweighingcoefficientandtheoutputoffuzzyinference;wisaconstantbetween0and1.

Fig.5StructureofcurrenttrackingToverifythefunctionperformanceofthenovelcurrenttrackingcontrolalgorithmpresentedinthispaper,someexperimentsaredone.Theexperimentalsetupisinthefollowing:theline-linevoltageofpowersupplytobe110V;theharmoniccurrentsourcetobeathreephase10kV·Afull-bridgerectifierwithimpedanceFig.6givesthesteady-statefilteringperformanceoftheinjectiontypeHAFinthelaboratory.Fromthecurrentwaveformsinnonlinearloads,powersupplyandactiveinverter,itcouldbeseenthattheinjectiontypeHAFemployingrecursiveintegralPIcontrollercaneliminateharmoniccurrentseffectively.(a)Waveforminnonlinearandpower(b)WaveforminpowersupplyandactiveinverterFig.6StaticperformanceofInfig.7,thedynamictrackingcharacteristicoftheinjectiontypeHAFusingthepresentedrecursiveintegralPIcontrollercouldbeseen.Itisevidentadesirabletrackingspeedytobe

Fig.7DynamicperformanceofInthispaper,anovelcurrenttrackingcontrolalgorithmnamedrecursiveintegralPIispresentedandappliedforaninjectiontypeHAFtoimproveitssteady-stateanddynamicInviewofthecontrolledinverteroutputcurrentsinthispaperareperiodicandcouldberegardedassinusoidwithdifferentfrequencybasedon20mscommonmultipleperiod,sotherecursiveintegralPIisadoptedtodointegralforerroreineveryperiod,whichequivalenttoNnumbersPIcontrollersworkingtogethertoimplementzeroerrorinsteadyInordertoenhancetherobustnessanddisturbingimmunityabilityoftherecursiveintegralPI,fuzzylogicbasedset-pointweighingalgorithmisintroducedinthecontrolscheme.Someexperimentsaredonetoverifytheviabilityandeffectivenessoftheproposedcontrollerforsteady-statetrackingaccuracyanddynamictrackingspeedy.[1]IEEEIndustryApplicationSociety,IEEEPowerEngineeringSociety.IEEEStd519-1992 mendedpracticesandrequirementsforharmoniccontrolinelectricalpowersystem[S].[S.l.]:IEEE,1993.[2]CHOUChihju,LIUChihwen,LEEJuneyown,etal.Optimalnningoflargepassiveharmonic-filterssetathighvoltagelevel[J].IEEETransPowerSystem,2000,15(1):433-[3]DASJC.Passivefilters-potentialitiesandlimitations[J].IEEETransIndApplicat,2004,40(1):232-241.[4]AKAGIH,TSUKAMOTOY,NABAEA.ysisanddesignofanactivepowerfilterusingquad-seriesvoltagesourceconverters[J].IEEETransIndApplicat,1990,26(6):93-98.[5]PENGFangzheng,AKAGIH,NABAEA.Anewapproachtoharmoniccompensationinpowersystems—acombinedsystemofshuntpassiveandseriesactivefilters[J].IEEETransIndAp-plicat,1990,26(6):983-990.[6]FUJITAH,AKAGIH.Apracticalapproachtoharmoniccom-pensationinpower—seriesconnectionofpassiveandactivefilters[J].IEEETransIndApplicat,1991,27(6):1020-1025.[7]PENGFangzheng,AKAGIH,NABAEA.Compensationcharac-teristicsofthecombinedsystemofshuntpassiveandseriesactivefilters[J].IEEETransIndApplicat,1993,29(1):144[8]AKAGIH,FUJITAH.Anewpowerlineconditionerforharmoniccompensationinpowersystems[J].IEEETransPowerDelivery,1995,10(3):1570-1575.[9]BHATTACHARYAS,CHENGPotai,DIVANDM.Hybridsolutionsforimprovingpassivefilterperformanceinhighpowerapplications[J].IEEETransIndApplicat,1997,33(3):[10]MORANLA,FERNANDEZL,DIXONJW,etal.Asimpleandlow-costcontrolstrategyforactivepowerfiltersconnectedincascade[J].IEEETransIndElectron,1997,44(5):[11]FUJITAH,AKAGIH.Theunifiedpowerqualityconditioner:theintegrationofseries-andshunt-activefilters[J].IEEETransPowerElectron,1998,13(2):315-322.[12]AL-ZAMILAM,TORREYDA.Apassiveseries,activeshuntfilterforhighpowerapplications[J].IEEETransPowerElectron,2001,16(1):101-109.[13]WAGNZhaoan,WANGQun,YAOWeizheng,etal.Aseriesactivepowerfilteradoptinghybridcontrolapproach[J].IEEETransPowerElectron,2001,16(3):301-310.[14]LORENZRD,LIPOTA,NOVOTNYDW.Motioncontrolwithinductionmotors[J].ProceedingsoftheIEEE,1994,82(8):1215-1240.[15]SCHAUDERAD,MORANSA.Multiplereferenceframecontrollerforactivepowerfiltersandpowerlineconditioners:UntiedStatesPatent, [P].1994-05.[16]BOJYUPM,KARLSSONP,ALAKULAM,etal.Amultiplerotatingintegratorcontrollerforactivefilters[C/CD]∥ProceedingsoftheEPEConference.Lausanne,Switzerland:[s.n.],[17]汤赐,,李建奇,等.注入式混合型有源滤波器研究(英文)[