天津市博寧電氣設(shè)備有限公司
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主營:動態(tài)無功補償
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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(dá)到電流誤差等于零的目標(biāo)。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(fù)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)。
有源濾波器的內(nèi)部控制原理:
隔離開關(guān)合閘后,為防止上電后電網(wǎng)對直流母線電容器的瞬間沖擊,有源濾波器首先通過軟起電阻對直流母線的電容器充電,這個過程會持續(xù)幾十秒。當(dāng)母線電壓Udc達(dá)到預(yù)定值后,主接觸器閉合。直流電容作為儲能器件,通過IGBT逆變器和內(nèi)部電抗器向外輸出補償電流提供能量。
APF有源濾波器通過外部CT實時采集電流信號送至信號調(diào)理電路,然后再送至FPGA控制器??刂破鲗⒒ǔ煞址蛛x,提取出所有的諧波,將采集到的諧波成分和APF已發(fā)出的補償電流比較得到差值作為實時補償信號輸出到驅(qū)動電路,觸發(fā)IGBT變換器將補償諧波電流注入到電網(wǎng)中,實現(xiàn)濾除諧波的功能。
有源濾波的基本概念:
從名稱可以看出,有源濾波需要提供電源。 在實際應(yīng)用中,可以克服LC濾波器等傳統(tǒng)濾波器的諧波抑制和無功補償方法的缺點(傳統(tǒng)只能通過固定值進(jìn)行補償),但可以實現(xiàn)動態(tài)跟蹤補償,同時可以實現(xiàn)動態(tài)跟蹤補償。 可以補償諧波和無功功率; 三相電路瞬時無功功率理論是APF發(fā)展的主要基礎(chǔ)理論。 APF可分為并聯(lián)型和串聯(lián)型兩種,前者使用較多; 并聯(lián)有源濾波器的主要目的是控制電流諧波,而串聯(lián)有源濾波器則主要針對電壓諧波引起的問題。 有源濾波器裝置具有較好的控制效果,可以同時濾出多個高次諧波而不會引起諧振。