有源电力滤波器之所以称为有源,顾名思义该装置需要提供电源,其应用可克服LC滤波器等传统的谐波抑制和无功补偿方法的缺点(传统的只能固定补偿),实现了动态跟踪补偿,而且可以既补谐波又补无功。有源滤波器现场应用有源电力滤波器(APF)是一种用于动态抑制谐波、补偿无功的新型电力电子装置,它能够对大小和频率都变化的谐波以及变化的无功进行补偿。
近年来,随着电力电子技术的发展,电力电子装置的应用越来越广,它所产生的谐波和无功功率给电网带来的各种危害也越来越大。为了抑制高次谐波和补偿无功功率,近几年出现了许多新型的无功补偿装置和有源滤波系统。这些装置虽然各有不同,但有一点是共同的,即要求准确快速地检测出谐波和无功功率,从而实现快速补偿。有源电力滤波器(APF)的关键技术之一就是逆变器的PWM技术,目前常用的PWM技术有:
1)基于消除特定次数谐波的HEPWM技术,需要预先计算出要消除的若干次谐波,在负载经常变化的情况下,跟随特性难以;
2)基于正弦波对三角波调制的SPWM技术,适用于模拟系统,在微机控制系统中很少采用;
3)基于电流滞环跟踪控制的PWM技术,比较适合微机控制,其原理为实时检测逆变器的输出、并与跟踪目标进行比较,当偏差超出允许的边带时,控制器动作,使偏差减小。
针对有源电力滤波器APF的控制,相关文献提出了各种控制方法,如正弦三角波调制,代价函数小PWM法和空间矢量PWM法、单周控制、无差拍控制、变结构控制等。这里简单介绍几种较好、较新的控制方法。
一般来说,波形质量,开关损耗,电压利用率等是衡量PWM方法的几个重要指标,随着现代大功率器件开关频率的不断提高,有源电力滤波器波形质量问题己得到了较好的解决,而开关损耗问题却日益严重,以电路拓扑改进为代表的软开关技术在解决开关损耗问题的同时也带来电路结构复杂化的问题,对复杂电路尤其如此。所以,从PWM控制方法的优化上减小开关损耗,是一个探讨的问题。
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