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一种谐波与无功功率补偿新方式的研究

  • 简介: 原文   【摘 要】 提出了一种电力系统谐波与无功功率的综合补偿系统。该系统由两组并联的电压源逆变器组成,其中带L-C并联谐振回路的小容量逆变器用来补偿谐波,而另一组低开关频率逆变器补偿基波无功功率。针对谐波与无功功率的大容量补...
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原文

  【摘 要】 提出了一种电力系统谐波与无功功率的综合补偿系统。该系统由两组并联的电压源逆变器组成,其中带L-C并联谐振回路的小容量逆变器用来补偿谐波,而另一组低开关频率逆变器补偿基波无功功率。针对谐波与无功功率的大容量补偿,该系统具有低成本和低 损耗的特点。文中描述了该系统的结构,分析了其工作原理和控制策略,并通过计算机仿真对理论分析进行了验证。
  高次谐波电流大,运行功率因数低是现代电力系统的一大问题。电力电子技术的发展,对解 决此问题提供了许多新方法,其中并联型有源电力滤波(APF)是一种较好的补偿方法,它能 对谐波和无功功率进行动态补偿,其补偿特性不像无源滤波那样受电网阻抗的影响。但是目 前大容量的APF造价高、功耗大,在实际应用中受到限制。因此,人们在研究APF多功能化的 同时,也致力于可使APF容量降低的混合补偿方案的研究1~7。
  降低并联型APF容量可从APF承受的电压和其输出电流两个角度考虑。混合型补偿方案的基本 原理就是将常规型APF上承受的基波电压移去,使其只承受谐波电压,从而可显著降低APF的 容量2~6。混合型滤波器具有无功功率补偿能力,且可对公共连接点电压进行调节4,是一种较好的补偿方案。但是对于大容量的无功功率补偿,由于该方案补偿的基波电流较大 ,使得APF容量的降低受到限制。
  从减小输出电流角度考虑,文献[8]提出只让APF补偿特定次数谐波(例如5次)的方法;文献[ 9]提出采用多重逆变器进行基波无功功率补偿,用PWM逆变器补偿谐波的方法;文献[10]提 出采用对基波无功功率和低次谐波补偿的PWM逆变器和对高次谐波进行补偿的PWM逆变器共用的方法。


  目录

  1 系统主电路结构
  2 补偿系统工作特性分析
  3 逆变器的控制策略
  4 仿真结果


  参考资料

 参考文献
  1 肖湘宁,徐永海.电力系统谐波及其综合治理.中国电力,1998,31(4):59~61
  2 肖湘宁,徐永海.混合型有源电力滤波器的研究.电网技术,1997,21(2):48~52
  3 Peng F Z, Akagi H, Nabae A. A new approach to harmonic compen-sation in power system - a combined system of shunt passive and series active filters. IEEE Trans Ind, 1990,26(6):983~990
  4 Annabelle van Zyl, Johan H.R.Enslin, Rene Spee. A new unified approach to power quality management. IEEE Trans on Power Elect, 1996,11(4):691-697
  5 Balbo N, Penzo R, Sella D et al. Simplified hybrid active filters for harmoniccompensation in low voltage industrial application. Proceed-ings of IEEE ICHPS Ⅵ, Bologna, 1994:263~269
  6 Rastogi M, Mohan N, Edris A A. Hybrid-active filtering of harmonic currents in power systems. IEEE Trans on Power Del, 1995,10(4):1994~2000
  7 Noriaki Tokuda, Yoshiya Ogihara et al. Active with series L-C cir-cuit. Proceedings of IEEE ICHPS Ⅵ, Bologna, 1994.
  8 Salem nia A., Saadate S. Digital controlled active filter suppressing particular harmonics; numerical simulation and experimentation. Pro-ceedings of IEEEE ICHQP Ⅶ Las Vegas, NV, 1996:632~636
  9 Raju N R.,Venkata S S., Sastry V V., The use of decoupled converters to optimize the power electronics of shunt and series AC system con-trollers. Paper 96 SM 454-9 PWRD,IEEE/PES Summer Meeting,Denver, Colorado, 1996.
  10 Moran Luis A, Luciano Fernandez, Dixon Juan W, Rogel Wallace. A simple and low-cost control strategy for active power filters connected in cascade. IEEE Trans on Indus. Elect., vol. 44, no.5, October, 1997:621~630

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