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有源滤波器电流检测方法对比研究

2021-04-07

在三相四线制电力系统中,伴随着大量不对称负载的接入,使得高次谐波和无功对电网系统的稳定、供电质量及安全运行都产生了较为严重的危害.因此,为提高电能质量,提高电力系统运行的安全性和经济性,人们越来越重视对电力系统进行电力补偿的研究.上世纪80年代出现的有源滤波器(APF)是有源综合补偿技术的发展起点[1].有源电力滤波器的基本原理是通过检测谐波电流的大小产生与之相适应的大小相等、方向相反的补偿电流,从而减少进入电网的谐波,并由相应的补偿指令加以控制.使得具有既可以补偿无功功率又可以补偿谐波,且动态相应较快的特点.依据有源电力补偿的基本原理可知,补偿的基础是对谐波电流的检测.补偿电流检测的目的是得到准确的指令信号,因此,检测方法的准确性是影响补偿效果的一个重要因素.人们在电流检测方法的研究上做了大量工作,提出了很多切实可行的方法,比较有代表性的是以下几种方法:(1)同步检测法[2-3];(2)ip-iq电流检测法[4-5];(3)自适应检测法[6-7]等.本文主要针对三相四线制电力系统依据同步检测法与ip-iq检测法在Matlab(2008a)环境下,应用Simulink仿真库进行建模,对两种电流检测方法进行对比分析.1三相四线制四桥臂拓扑目前电网中主要以三相三相制和三相四线制为主要的系统制式.三相三线制,无论接对称或者不对称负载,在三相电流中均不含零序电流,而三相四线制系统中,当负载为不平衡负载的时候,零序电流通过中性点流过.常见的三相四线制系统中有三相四线制三桥臂,三相四相制四桥臂.这里我们以三相四线制四桥臂系统为研究对象.对三相四线制电力系统而言,当负载不对称时会产生零线电流.若零线电流间接控制便得到三桥臂的拓扑结构,若零线电流直接控制则得到四桥臂的拓扑结构,且直接控制效果优于间接控制效果[8],故本文以四桥臂系统为研究对象.图1三相四线制四桥臂APF电路结构如图1所示,三条相线电流由前三个桥臂补偿,第四桥臂补偿中线电流.

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