天津市博寧電氣設(shè)備有限公司
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有源濾波器的補償電流控制方法有哪些
為了保證電力系統(tǒng)的正常運行,控制諧波危害,市面上出現(xiàn)了無源濾波器和有源濾波器產(chǎn)品。有源濾波器因為可以解決無源濾波器易受電網(wǎng)阻抗和運行狀態(tài)影響與系統(tǒng)發(fā)生諧振的問題,因此有源濾波器的發(fā)展前景好。下文分條闡述有發(fā)展前景的有源濾波器的補償電流控制方法。
1.無差拍控制與差拍控制法
無差拍控制是一種在電流滯環(huán)比較控制技術(shù)上發(fā)展起來的全數(shù)字化控制技術(shù)。這種有源濾波器補償電流控制方法利用前一時刻補償電流的參考值和實際值,計算出下一時刻的電流參考值及各種開關(guān)狀態(tài)下的逆變器電流輸出值,然后選擇某種開關(guān)模式作為下一時刻的開關(guān)狀態(tài),從而達到電流誤差等于零的目標。利用該方法控制有源濾波器的補償電流,具有動態(tài)響應(yīng)快且易于計算機執(zhí)行的優(yōu)點。
2.單周控制法
又稱積分復位控制法,具有調(diào)制和控制的雙重性。其基本思想是控制有源濾波器開關(guān)占空比,在每個周期內(nèi)強迫開關(guān)變量平均值與控制參考量相等或成比例。單周控制能在一個周期內(nèi)自動消除穩(wěn)態(tài)、暫態(tài)誤差,前一周期的誤差不會帶到下一周期。這種控制有源濾波器的補償電流的方法具有反應(yīng)快、開關(guān)頻率恒定、魯棒性強、易于實現(xiàn)、控制電路簡單等優(yōu)點。
3.模糊控制法
模糊控制法在有源濾波器中主要用于優(yōu)化占空比和電壓外環(huán)的跟蹤控制(即直流側(cè)電壓控制)。將模糊控制應(yīng)用于開關(guān)占空比的優(yōu)化和控制,能從開關(guān)本身的特性出發(fā)解決電流跟蹤問題,提高系統(tǒng)的動態(tài)性能,也可以在其他的控制方法中引入模糊的概念以改善其他控制方法的不足。
綜上來說,有源濾波器的補償電流控制方法包括無差拍控制與差拍控制法、單周控制法、模糊控制法。此外,可信賴的有源濾波器廠家也會引入空間矢量調(diào)制方法,采用不連續(xù)開關(guān)方式調(diào)制時,開關(guān)器件的損耗降低,調(diào)制方法便于數(shù)字實現(xiàn)。
有源濾波器技術(shù)需要在哪些方面進一步發(fā)展?
補償電力系統(tǒng)的諧波,改善供電質(zhì)量成為電力系統(tǒng)迫切需要解決的問題。由于無源濾波器體積大,重量大,濾波效果與負載有關(guān),且只能針對某些高次諧波進行補償,功能單一,因此80年代后隨著電力電子技術(shù)的飛速發(fā)展而出現(xiàn)了有源濾波器。盡管有源濾波器的發(fā)展前景好,但仍存在著幾個有待解決的問題,下文中分條闡述。
1.器件容量的增大和開關(guān)頻率的提高
為實現(xiàn)電流的快速控制,提高補償效果,開關(guān)頻率是關(guān)鍵,要求有源濾波器器件以高頻率工作。此外,應(yīng)用多重化技術(shù)也能提高有源濾波器器件的等效開關(guān)頻率。從經(jīng)濟的角度考慮,應(yīng)使用高容量、大功率的有源濾波器器件,但這與使用高頻率產(chǎn)生矛盾,因為大容量受到頻率的限制。如何從兩者中找到一個折衷,獲得較佳效果,是一個值得研究的問題。
2.降低裝置的價格并使其多功能化
有源濾波器能消除高次諧波,還能提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定性,抑制閃變和補償無功等功能,一機多用顯然較為經(jīng)濟,也符合當今電力系統(tǒng)發(fā)展的需要。然而有源濾波器造價較高,因此,如何提高源濾波器裝置的性能價格比,這是電力電子器件制造技術(shù)面臨的課題。
3.降低損耗,提高系統(tǒng)可靠性
再者,有源濾波器技術(shù)還應(yīng)該在降低損耗,提高系統(tǒng)可靠性這方面進一步發(fā)展。采用合理的開關(guān)頻率,選擇適當?shù)奈栈芈罚蕴岣哐b置的使用效率,這是有源濾波器技術(shù)目前研發(fā)的重點。同時,采用過流、過壓保護技術(shù),故障診斷技術(shù)以使系統(tǒng)可靠工作,這是研發(fā)的有源濾波器廠家一直需要專研的問題。
由上文敘述概括而言,有源濾波器需要在器件容量的增大和開關(guān)頻率的提高、降低裝置的價格并使其多功能化,以及降低損耗,提高系統(tǒng)可靠性方面進一步提高和發(fā)展。相信我國電力有源濾波器器件的制造水平終有一天會媲美歐盟發(fā)達國家。
有源電力濾波器的主要特點
1、具備過流、過壓、欠壓、溫度過高、測量電路故障、雷擊等多種保護功能,以確保裝置和電力系統(tǒng)安全運行,并可在負荷較輕時自動退出運行,充分考慮運行的經(jīng)濟性。
2、具備友好的人機接口,使得操作簡便,易于使用和維護。
3、模塊化、體積小、靈活擴容,安裝時無需吊機、叉車等大型設(shè)備,省時、省力。
4、用戶可清晰了解如補償前后系統(tǒng)波形圖、頻譜圖、電流有效值大小、THDi、THDu、功率因數(shù)、有功功率、無功功率、視在功率等系統(tǒng)的電能質(zhì)量改善情況。
5、任意容量組合并機,單柜容量可達500A,滿足不同容量需求。任意模塊出現(xiàn)問題,其余模塊都能夠正常運行。