基于控制延时补偿的llcl有源电力滤波器动态性能研究!.pdfVIP

电工文摘／研究与开发 基于控制延时补偿的 LLCL有源电力滤波器动态性能研究 陈晗 (国网湖北省电力公司宜昌供电公司) 摘i要：基于LLCL高阶滤波的有源电力滤波器(APF)可以更好地抑制PWM调制时产生的开关次高频谐 波，但谐波电流跟踪控制在动态响应方面不可避免地存在延时，对谐波补偿效果带来一定影响。本文在 研究谐波补偿电流跟踪控制器参数变化对系统稳态误差以及动态响应影响的基础上，针对延时对APF补 偿效果的影响进行了理论分析。提出了一种利用补偿器来补偿延时和衰减系统高频分量的方法。最后通 过仿真和实验验证所提控制方法能稳定、迅速而有效地响应谐波补偿。 关键词：有源电力滤波器：LLCL；延时补偿：动态响应 0引言 本文采用基于IIcI，滤波器的APF，对拓扑结构和 APF作为进行动态谐波治理的高效装置，是未来谐 数学模型进行分析，然后对基于LI／2L滤波器的并联型 波治理技术的发展方向。它克服了传统无源LC滤波器 APF产生延时的原因进行分析，并且分析了延时对APF 仅吸收固定频率的谐波，且容易过载等缺点[1-3]o为了减谐波补偿的影响，最后将加入补偿环节后的重复学习控 少在开关频率处产生的谐振电流，在传统的LCL滤波器 制运用于APF之中，通过仿真和实验验证了该方法的可 中的滤波电容支路中加入了一个电感支路，形成了u￡L 行性。 滤波器。LLCL滤波器衰减开关频率处的各电流谐波的能 力要优于传统的LCL滤波器，能够减少电感装置的体积 1 主电路结构及数学模型 和重量，加速动态响应时间、提高特征谐振频率点，有 利于APF的控制阳。 图1是基于LLCL滤波的并联型APF的系统结构图， 一般认为APF可以克服无源滤波器的谐波放大问题， 用二极管整流负载作为谐波源。图中umUsb、Usc为电 但是前提条件是补偿电流能对快速变化的谐波电流进行 网电压，厶、b、三勉为LCL滤波器的网侧电感，厶t、 真正意义上的实时补偿。然而实际上，目前APF多采用 Lib、L1。为A陌侧滤波器电感，Ca、C2b、国为滤波电容， 数字化控制器实现，从谐波检测到补偿电流输出中的各 厶为谐振电感，R，代表滤波电感工t的内阻和由每相桥臂 个环节不可避免地存在延时，不可能做到严格意义上的 上、下管互锁死区所引起的电压损失，Rz代表滤波电感 实时补偿，即应该补偿的电流与APF输出的补偿电流不 厶的内阻4q。这里选择L，电感电流^a、^n、^c，滤波电 是同一时刻。目前对有源滤波技术的研究主要是集中在 容c2、厶两端电压如、如、队以及电网侧电感厶上的 新拓扑结构和先进的控制算法方面，但是对延时给整个 电流五、如、蠡为状态变量(式中1．／。·、／．／cb-、ucc，表示滤 滤波系统造成的影响则少有涉及，虽然延时时间很短(一 波电容c2两端电压)。在三相平衡且系统的开关很高时， 个到几个采样周期)刚，但却严重影响了有源滤波器的 根据现有理论可以使用状态空间平均法来解决此问题。 补偿性能。因此，对控制延时及其补偿方法的研究是十 使用开关函数在一个开关周期的平均值来代替开关函数 分必要和有意义的。 本身，得出其对时间连续的状态空间平均模型，如式(1) DGWz，2017．1，01 万方数据 电工文摘／研究与开发 所示 I三t警+Rlilk=UacS：…一等莓s： l“曲。=“曲一L／d(ilk。-。i2k) l纵：m—fc七：m—c2丝 I dt 卜警删z……止 ‘¨