有源电力滤波器优化变结构电流控制策略.pdf
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1、第 5 1卷第 2 2期 2 0 1 4年l 1月 2 5日 电测与仪表 El e c t r i c a l M e a s u r e me n t I ns t I u me nt a fio n Vo 1 5 1 No 2 2 No v 2 5, 2 0 1 4 有 源 电力滤 波器优化 变结构 电流控 制策 略 术 刘保连 , 王钰霖 , 丁祖军 ( 1 淮阴工学院 电子与电气工程学院, 江苏 淮安, 2 2 3 0 0 3 ; 2 空军航 空大学, 长春 1 3 0 0 2 2 ) 摘要 : 为了抑制三相并联有源 电力滤波器运行过程中参数变化对补偿效果的影响, 在对并联型三相电力有
2、源滤 波器建模与分析的基础上设计 了一种分段趋近律 的变结构电流补偿控制策略 , 在初始 阶段变结构控制采用恒 指数趋近律以提高系统响应速度, 然后采用变指数趋近律使系统进人滑模面, 能够有效抑制消除传统变结构控 制存在的抖振问题。仿真和实验结果表 明, 该控制策略对系统扰动不敏感 , 系统动态响应快 , 网侧电流为正弦 波且基本与电压同相位, 波形畸变率低, 电流补偿效果明显优于传统变结构控制策略。 关键词 : 有源 电力滤波器 ; 趋近律 ; 变结构控制 ; 电流补偿 中图分类号 : T M4 6 文献标识码: B 文章编号 : 1 0 0 11 3 9 0 ( 2 0 1 4 ) 2 2
3、 0 0 6 7 0 5 Ac t i v e Po we r F i l t e r Op t i ma l Va r i a b l e S t r u c t u r e Cu r r e n t Co n t r o l S t r a t e g y L I U B a 0一 l i a n WA N G Y u一 l i n D I N G Z u j u n ( 1 F a c u h y o f E l e c t r o n i c a n d E l e c t ri c a l E n g i n e e ri n g , H u a i y i n I n s t i
4、t u t e o f T e c h n o l o g y , H u a i a n 2 2 3 0 0 3 , J i a n g s u, C h i n a 2 T h e Ae r o n a u t i c a l U n i v e r s i t y o f t h e C h i n a P e o p l e L i b e r a t i o n A i r f o r c e , C h a n g c h u n 1 3 0 0 2 2 ,C h i n a ) Abs t r a c t :A p i e c e wi s e r e a c h i n g l
5、 a w v a r i a b l es t r u c t u r e c u r r e n t c o mp e n s a t i o n c o n t r o l s t r a t e g y wa s d e s i g n e d b a s e d o n t h e mo de l i n g a n d a n a l y s i s o f t h e t hr e e p h a s e s h u n t a c t i v e p o we r fil t e r s i n o r d e r t o s u p p r e s s t h e i n fl
6、 ue n c e o f t he p a r a me t e r v a ri a t i o n o n t h e c o mp e n s a t i o n e f f e c t i n t h e o p e r a t i o n p r o c e s s o f t h e t h r e ep h a s e s h u n t a c t i v e p o w e r fi l t e r s I n t h e i n i t i a l s t a g e ,t h e v a r i a b l es t r u c t u r e c o n t r o
7、l a d o p t e d t h e c o n s t a n t e x p o n e n t i a l r e a c h i n g l a w t o i n c r e a s e t h e r e s p o n s e s p e e d o f t he s y s t e m ,t h e n t h e v a r i a b l e e x po n e n t i a l r e a c hi ng l a w wa s a d o p t e d t o ma k e t h e s y s t e m c o n v e r g e n t t o t
8、 h e s l i d - i n g mo d e s u r f a c e s o t h a t t he c h a t t e r i n g p r o b l e m e x i s t i n g i n t h e t r a d i t i o n a l v a r i a b l e s t r u c t u r e c o n t r o l wa s e f f e c t i v e l y e l i mi n a t e dTh e s i mu l a t i o n a n d e x p e rime n t r e s u l t s s h o
9、 we d t h a t t h e p r o p o s e d v a r i a b l es t ru c t u r e c o n t r o l s t r a t e g y wa s i n s e ns i t i v e t o t h e s y s t e m di s t u r b a n c e,t he d y n a mi c r e s p o n s e s p e e d o f t h e s y s t e m wa s f a s t ,t he c u r r e n t o n t h e l i n e s i d e wa s s i
10、 n e wa v e a n d ha d n e a r l y t h e s a me p h a s e a s t he v o l t a g e,t h e THD o f t he c u r r e n t wa s l o w a n d t he c omp e n s a t i o n e f f e c t wa s o b v i o u s l y b e t t e r t ha n t h a t o f t h e t r a d i t i o n a l v a r i a b l es t r u c t ur e c o n t r o l s
11、t r a t e gy Ke y wo r ds: a c t i v e po we r fil t e r ,r e a c hi ng l a w,v a ria b l es t r u c t u r e c o nt r o l ,c u r r e n t c o mp e n s a t i o n 0 引 言 目前 , 电力 电子技术 得到广泛 的发展与应用 , 工 业现场大量使用的电力电子装置和非线性负载的普 遍使用 , 使谐波 电流和无功电流大量注入电网, 可引 起 电力系统局部并联谐振 或串联 谐振 , 使谐波含 量 放大, 造成电容器等电网和电气设备问题 。有源 电
12、力滤波器是一种动态抑制谐波的新 型电力 电子装 基金项 目: 江 苏 省高 校 自然科 学 基础 研 究 面上 项 目资助 ( 1 】 K J I M7 0 0 0 2 ) 置, 能够对各次谐波及无功进行补偿。补偿 电流的 跟踪控制精度决定实 际的补偿效果 , 决定有 源电力 滤波器能否实用的最关键 因素 J 。 变结构控制 ( V a ri a b l e S t r u c t u r e C o n t r o l ,V S C) 具 有对被控对象 的数学模型要求不高 , 对 系统参 数变 化和外界扰动不敏感等特点 。文中在 A P F数学 模型的基础上设计 了基于变结构控制的电流补偿控
13、 制策略。针 对传统趋 近律 变结构控 制存在 抖 振问 题 , 文 中提 出了分段趋 近律变结 构控制 的优化 控制 策略。最后给出了仿真和实验结果。 一 6 7 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 第 5 1卷第 2 2期 2 0 1 4年l 1月 2 5日 电测与仪表 El e c t r i c a l M e a s ur e me n t I n s t r u me n t a t i o n V0 1 5 1 NO 2 2 No v 2 5, 2 0 1 4 1 A P F直流侧电压控制建模分析 图 1给出了三相并联型有源电力滤波器的拓扑 结构 ,
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- 有源 电力 滤波器 优化 结构 电流 控制 策略
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