有源電力濾波器控制策略綜述-閱讀頁
2025-07-10 03:14本頁面
【正文】 前 途 的 控 制 方 法 。 作 為 一 種 調(diào) 制 方 式 ， 該 技 術(shù) 最 近 在 向 三 相 變 流 器 方 面 ， 如 電 流 型 PFC、 電 壓 型 APF探 索 。2. 4 變 結(jié) 構(gòu) 控 制 [3][5]目 前 ， 混 合 型 電 力 濾 波 器 （ HAPF） 是 一 種 效 率 較 高 ， 應(yīng) 用 極 為 廣 泛 的 APF。 因 而 ， 以 非 常 小 容 量 的 有 源 濾 波 器 ， 就 可 以 彌 補(bǔ) 無 源 濾 波 器 特 性 的 一 些 固 有 缺 陷 。 而 HAPF的 控 制 策 略 ， 大 多 以 上 世 紀(jì) 80年 代 初 H． Akagi等 人 提 出 的 瞬 時(shí) 無 功 理 論 為 基 礎(chǔ) 。 不 僅 計(jì) 算 、 控 制 復(fù) 雜 ， 而 且 由 于 未 對(duì) 期 望 的 電 源 電 流 實(shí) 現(xiàn) 閉 環(huán) 跟 蹤 控 制 ， 測(cè) 量 和 計(jì) 算 誤 差 得 不 到 補(bǔ) 償 ， 影 響 了 其 補(bǔ) 償 性 能 的 提 高 。2. 5 無 差 拍 控 制 [5][6]無 差 拍 控 制 （ Dead Beat Control， 簡(jiǎn) 稱 DBC） 是 一 種 全 數(shù) 字 化 的 控 制 技 術(shù) ， 其 基 本 思 想 是 將 輸 出 參 數(shù) 波 形 等 間 隔 地 劃 分 為 若 干 個(gè) 取 樣 周 期 。 適 當(dāng) 控 制 方 波 脈 沖 的 極 性 與 寬 度 ， 就 能 使 輸 出 波 形 與 要 求 的 參 數(shù) 波 形 重 合 。 其 優(yōu) 點(diǎn) 是 動(dòng) 態(tài) 響 應(yīng) 很 快 ， 易 于 計(jì) 算 機(jī) 執(zhí) 行 。為 克 服 DBC的 以 上 種 種 不 足 ， 國(guó) 內(nèi) 外 學(xué) 者 做 了 一 些 大 膽 嘗 試 。 隨 著 數(shù) 字 信 號(hào) 處 理 單 片 機(jī) (DSP)應(yīng) 用 的 不 斷 普 及 ， 這 是 一 種 很 有 前 途 的 控 制 方 法 。 因 為 ， 只 有 求 得 補(bǔ) 償 信 號(hào) 參 考 值 后 ， 才 能 通 過 反 饋 環(huán) 節(jié) 和 控 制 變 流 器 的 開 關(guān) 元 件 使 變 流 器 產(chǎn) 生 與 參 考 信 號(hào) 相 等 的 實(shí) 際 信 號(hào) 。2. 6 基 于 單 位 功 率 因 數(shù) (UPF)的 控 制 策 略該 控 制 策 略 的 目 的 是 使 非 線 性 負(fù) 載 和 濾 波 器 的 并 聯(lián) 等 效 為 一 電 阻 性 負(fù) 載 。電 網(wǎng) 電 流 是 與 電 網(wǎng) 電 壓 同 頻 同 相 的 正 弦 波 且 沒 有 諧 波 成 分 ， 功 率 因 數(shù) 為 1（ 單 位 功 率 因 數(shù) ） 。 2. 7 組 合 變 流 器 相 移 SPWM有 源 濾 波 和 無 功 補(bǔ) 償 裝 置 要 求 具 有 良 好 的 調(diào) 節(jié) 性 能 和 足 夠 的 輸 出 功 率 ， 以 提 供 電 流 的 超 前 和 滯 后 補(bǔ) 償 ， 同 時(shí) 要 求 系 統(tǒng) 具 有 足 夠 的 頻 帶 寬 度 以 達(dá) 到 消 除 高 次 諧 波 的 目 的 。 但 大 功 率 正 弦 波 脈 寬 調(diào) 制 （ SPWM） 變 流 器 開 關(guān) 頻 率 會(huì) 受 限 制 ， 原 因 為1） 大 功 率 半 導(dǎo) 體 器 件 的 開 關(guān) 頻 率 較 低 ；2） 高 的 開 關(guān) 頻 率 會(huì) 導(dǎo) 致 較 大 的 開 關(guān) 損 耗 ， 降 低 系 統(tǒng) 效 率 。 為 此 ， 由 本 文 作 者 之 一 和 加 拿 大 . Ooi教 授 共 同 提 出 [9]了 組 合 變 流 器 相 移 SPWM技 術(shù) 。 各 變 流 器 單 元 的 三 角 載 波 頻 率 為 fc， 將 各 三 角 載 波 的 相 位 相 互 錯(cuò) 開 三 角 載 波 周 期 的 1/Lx， 如 圖 7(a)所 示 (變 流 器 單 元 數(shù) Lx=5， SPWM頻 率 調(diào) 制 比 fc/fm=3， 幅 度 調(diào) 制 比 ma=)。 對(duì) 輸 出 進(jìn) 行 頻 譜 分 析 ， 變 流 器 單 元 之 一 的 輸 出 波 形 頻 譜 如 圖 7(d)所 示 ， 疊 加 后 整 個(gè) 組 合 變 流 器 輸 出 波 形 頻 譜 如 圖 7(e)。 該 技 術(shù) 的 實(shí) 質(zhì) 是 多 重 化 和 PWM技 術(shù) 的 有 機(jī) 結(jié) 合 ， 能 夠 在 低 開 關(guān) 頻 率 下 實(shí) 現(xiàn) 大 功 率 變 流 器 SPWM技 術(shù) ， 而 且 顯 著 地 減 少 了 輸 出 諧 波 ， 改 善 了 輸 出 波 形 ， 從 而 減 少 濾 波 器 的 容 量 。 電 流 型 變 流 器 由 于 具 有 直 接 提 供 電 流 ， 運(yùn) 行 可 靠 ， 保 護(hù) 簡(jiǎn) 單 等 優(yōu) 點(diǎn) ， 而 在 許 多 大 功 率 場(chǎng) 合 得 到 應(yīng) 用 。 文 獻(xiàn) [10]中 應(yīng) 用 于 SVG和 SMES的 這 項(xiàng) 技 術(shù) 稱 為 相 移 SPWM。 因 此 ， 這 種 技 術(shù) 在 APF等 大 功 率 場(chǎng) 合 中 具 有 廣 闊 的 應(yīng) 用 前 景 。 在 電 壓 矢 量 基 礎(chǔ) 上 實(shí) 行 滯 環(huán) 電 流 控 制 可 在 同 樣 的 控 制 精 度 下 ， 有 效 地 降 低 開 關(guān) 頻 率 ， 減 小 APF的 開 關(guān) 損 耗 ； 單 周 控 制 在 一 個(gè) 周 期 內(nèi) 消 除 穩(wěn) 態(tài) 、 瞬 態(tài) 誤 差 ， 具 有 反 應(yīng) 快 、 抗 電 源 干 擾 、 控 制 電 路 簡(jiǎn) 單 等 優(yōu) 點(diǎn) ， 是 一 種 很 有 前 途 的 控 制 方 法 ； 變 結(jié) 構(gòu) 控 制 對(duì) 系 統(tǒng) 的 變 化 和 外 部 干 擾 不 敏 感 ， 具 有 很 強(qiáng) 的 魯 棒 性 ； 無 差 拍 控 制 是 一 種 全 數(shù) 字 化 的 控 制 技 術(shù) 。 隨 著 控 制 策 略 的 改 進(jìn) ， APF的 特 性 也 將 不 斷 提 高 ， 而 相 應(yīng) 的 價(jià) 格 也 必 將 下
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