低压配电网高性能有源电力滤波器的设计

• 作 者: 芮宇光
• 发表日期: 2013年期
• 关键词: 有源电力滤波器 瞬时无功功率理论 软锁相环 空间电压矢量

随着电力电子技术的迅速发展,低压配电网中应用电力电子技术的非线性设备大量增加,由此产生的谐波污染轻则缩短用电设备的使用寿命,重则损坏电气设备,故国家对谐波污染的治理提出了更高的要求。有源电力滤波器(APF)作为一种有效治理谐波的电力电子装置,日前国内此类产品存在动态响应速度慢和补偿精度低的缺点,本文从改善APF动态响应速度、提高补偿精度的角度出发,设计了低压配电网高性能有源电力滤波器。为提高低压配电网有源电力滤波器的补偿性能,本文分析了影响补偿性能的因素,提出了高性能APF的功能和设计指标,并展开了系统方案的设计。针对APF的设计指标,本文从以下几个方而进行设计：首先,深入研究瞬时无功功率理论,着重改进软锁相环(SPLL)及低通滤波技术,提高了谐波检测算法的响应速度及检测精度；其次,详细分析有源电力滤波器数学模型,改进传统PI控制器并融合重复控制器,改善了电流跟踪控制的响应速度和稳态精度；同时,介绍了SVPWM在DSP控制中的数字实现及直流侧电容电压的稳定控制方法；然后,运用MATLAB对改进的谐波电流检测方法和电流跟踪控制方法进行了系统仿真分析,验证了改进算法的有效性和可行性；最后,对系统软硬件进行了设计。本文设计的高性能有源电力滤波器显著提了APF的动态响应速度及补偿精度。随着科技技发展和处理器性能的提高,神经网络、知能控制等先进的控制算法将会广泛应用到APF中。