新型单独注入式有源电力滤波器的研究.pdf

第26卷 湖 南电力 2006电力论坛增刊 新型单独注入式有源电力滤波器的研究 贾煜，罗 安，范瑞祥，唐杰 (湖南大学电气与信息工程学院，湖南长沙410082) 摘要：通过对有源部分进行适当控制来等效增大电网支路的谐波阻抗，以改善无源滤 波器的滤波性能和抑制无源支路与电网等效电感之间产生的谐振现象；无源支路在补偿 无功功率的同时还可以滤除特征谐波电流。对该系统的稳态补偿性能和抑制谐波谐振性 能进行了详细的分析，理论分析和实验结果证明了该系统的可行性和正确性。 关键词：有源电力滤波器；无功补偿；有源滤波；谐波谐振 文献标识码：A 文章编号：1008—0198(2006)S2—0037—05 中图分类号：TM76；TN713 0 引 言 随着现代电力电子技术的发展，电力系统中的 非线性负载越来越多，由此带来的谐波危害也越来 Power 越严重。有源电力滤波器(ActiveFilter， APF)以其优良的动态响应速度和补偿性能，在理 论研究和实际应用方面得到了迅速的发展n3。单独 使用的APF安装容量受开关器件的限制，且成本较 高。因此，将无源滤波器与有源滤波器相结合的混 合有源滤波器成为当今实际应用的热点和未来的发 展方向心~63。 文中所提出的单独注入式APF装置，无源支路 补偿大部分谐波和无功功率，与文献[7]中的方案 图1 单独注入式APF装置结构原理图 相比，有源部分不承受基波电压，从而显著的降低 了有源装置的容量。有源部分产生的谐波电流绝大 本装置的运行特点是：只由无源部分补偿无功 部分将注入电网中，可以获得很好的谐波补偿性能。 功率，有源部分和无源部分共同抑制谐波。有源部 论文对装置的稳态补偿性能和抑制谐波谐振性 分为电压型逆变器(VSI)，无源部分由注入支路组 能。’9’进行了详细的分析，并对装置进行了实验。实 成，有源部分通过耦合变压器与基波串联谐振电路 验结果表明，文中提出的单独注入式APF在提高供 并联连接。整个装置再并联接入电网。电压型逆变 电功率因数、滤除谐波电流和抑制谐波谐振等方面 器为基于IPM模块的PWM逆变器，直流端为1个 具有优良的性能，是一种很有应用前景的电力系统 大电容，VSI的输出端接有输出滤波器，以此来滤除 综合补偿装置。 开关器件通断所造成的高频毛刺。注入支路由电容 C，、电感厶和电容cG构成，其中电容C，和电感L。 1 单独注入式APF装置结构及工作 构成基波谐振电路，而整体注人支路作为】条无源 原理 滤波支路。图l中i。，i。，ir分别为电网电流、负载电 单独注入式APF装置的结构如图1所示。 流和滤波电流，ic为逆变器的输出电流，in为流人基 波串联谐振电路的电流。 基金项目：国家“863”计划项目[2004AAOOl0321国家自然基金项目 ． 收稿日期：2006—06—02 ·37· 2006电力论坛增刊 湖南电 力 第26卷 整个装置的单相等效电路如图2所示。谐波负 、厶’㈤