并联混合型有源电力滤波器建模与滤波原理分析.pdf

第 4期 无 线互联科 技 NO．4 2017年2月 Internet Technology FebrUarY，2017 并联混合型有源电力滤波器建模与滤波原理分析 陈 林 (广东第二师范学院物理与信息工程系，广东 广州 510303) 摘 要：文章分析了各种并联混合型有源滤波器的结构，进行建模，得出统一模型，分析4种控制策略的滤波原理、优缺点、稳 定 }生。 关键词：并联混合型有源滤波器；通用电气模型；滤波原理；稳定性 伴随着科技的发展，大量的电力电子装置、产品被应用 式混合型 j(SingleInjectionTypeHybridActivePower， 于生产生活中，产生了大量的谐波污染。而混合型有源电力 SITHAPF)、注入式混合型 (InjectionTypeHybridActive 滤波器由无源滤波器和有源滤波器所组成，有无源滤波器 PowerFilter，ITHAPF)。 补偿无功的特点，又有有源滤波器滤波谐波的优点，逐渐成 分析简化以上5种并联HAPF，us，Is， ， 分别为电源 为谐波治理的一个重要发展方向Ⅲ。 谐波电压，电网阻抗，负载谐波电流，电压型逆变器等效的 已有许多文献进行过关于HAPF的研究 ]。目前大多数 电压源，隔离变压器变比为n：1，将电压型逆变器和输出滤 文献的研究集中于HAPF的拓扑结构、谐波检测方法、系统 波器折算到隔离变压器网侧后，上述5种结构的HAPF都可 控制方法等 j。文献[4]分析了典型的几种并联HAPF的拓扑 得到如图1所示的单相电气模型，它们之间的区别仅在于Zl， 结构，并建立通用的电气模型，分析了常用的几种基本控制 Z2和Z1的组成是不一样的，具体区别如表1所示。 策略的滤波原理，控制策略的等效作用，以及控制策略的优 缺点，并以单独串联谐振注入式结构为例，分析了在各种基 本控制策略下电网参数变化对系统性能的影响。但该文在建 立通用电气模型的时候，并没有囊括大部分并联HAPF的拓 扑结构，以及在分析基本控制策略的滤波原理及优缺点时没 有考虑其稳定性问题，本文在该文基础上，建立了通用电气 模型，分析Y4,0e基本控制策略的滤波原理、优缺点、系统稳 定性。 图1HAPF~相通用电气模型 1 并联HAPF通用电气模型 表1不同拓扑结构中Z1、Z2、Z3的值 根据文献[5]中的原理，并联有源滤波器、并联混合型有 并APF+并PF SCAP RITHAPF 单独注入式 注入式 源滤波器中的有源部分都属于受控电压源，加入有源部分使 ZJ C0 Co c SRC c SRC c SRC 得支路阻抗发生变化，根据分压、分流原理，对有源部分、无 Z2 0 PF PF C22 C22 源部分以及无源支路进行合理的设计，就可以使谐波电流较 PF PF 少地流入电网，即抑制了谐波 电流，减少有源部分承担的基 由图1可见，根据基尔霍夫电流和电压定理，有： 波电压，从而减少有源部分容量，降低成本。 Us=U￡+I XZs 现有的并联HAPF有：并联APF与并联PF混合型 (并联 Is=IL+I2+I3 APF+并联PF)，APF与PF串联后与电网并联混合型 (Series + 。+，2 Z2=UL