低壓大功率有源電力濾波器的控制策略研究

重復(fù)控制器在反饋系統(tǒng)中對于周期性外激勵信號的跟蹤和抑制具有很強的控制性能。RP的表達式為：

式中：Kr為直接反饋增益；Ks為重復(fù)控制的增益。
RP可彌補PI控制和RC的不足，理論上對各次諧波都有無窮大增益，但存在一個工頻周期的延遲，影響系統(tǒng)的動態(tài)響應(yīng)速度。這里采用復(fù)合控制的方法，以達到理想的控制效果。

4 仿真和實驗結(jié)果分析
通過定性分析，設(shè)計容量為300 kVA的無功諧波補償裝置，仿真和實驗參數(shù)：電網(wǎng)電壓400 V／50 Hz，濾波電感350μH，直流側(cè)電容8 250μF，直流電壓750 V，有功負(fù)載電阻1．5 Ω，無功負(fù)載電感1．28 mH，晶閘管不控整流橋直流側(cè)電阻、電感分別為0．8 Ω，500μH。圖4示出仿真和實驗波形。

由圖4a，b可見，在平衡的無功負(fù)載情況下，無功補償電流峰值達到600 A，電網(wǎng)的功率因數(shù)從補償前0．05～0．06提高到補償后的0．99～1，系統(tǒng)補償效果理想。isa，isb，isc為電網(wǎng)電流，iaf為補償電流；由圖4c可見，角接的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)具有理想的不平衡補償性能；由圖4d可見，該系統(tǒng)能很好地解決不平衡負(fù)載造成的電網(wǎng)電流不均衡問題，將電網(wǎng)電流不平衡度由補償前的22．3％降低到補償后的2．4％；由圖4e，f可見，系統(tǒng)具有理想的諧波補償能力；實驗中采用晶閘管整流橋帶阻感負(fù)載作為諧波源，諧波電流峰值達到350 A，將電網(wǎng)電流THD由補償前的29．1％～33．4％降至3．4％～4．1％，諧波補償效果較理想。

5 結(jié)論
對無功諧波補償器拓?fù)溥M行研究，采用單相控制的方法，對單相負(fù)載進行諧波電流檢測和無功電流檢測。在負(fù)載不平衡的情況下，提取出不平衡負(fù)載中的負(fù)序電流和正序無功電流，采用比例、諧振控制和重復(fù)控制相結(jié)合的控制策略及雙DSP控制的硬件架構(gòu)，從對諧波和無功補償后所得的數(shù)據(jù)可見，該裝置具有理想的補償效果；在不平衡無功負(fù)載情況下，補償后的電網(wǎng)電流達到平衡，電網(wǎng)的功率因數(shù)為1，說明三角形連接的H橋結(jié)構(gòu)具有很強的不平衡負(fù)載補償能力。實驗驗證了所提復(fù)合控制方法是合理有效的，且具有理想的控制效果，數(shù)字實現(xiàn)簡單。