基于能量模型的混合感应滤波系统控制方法.PDF

第３８卷 第１０期 电 力 自 动 化 设 备 Ｖｏｌ．３８ Ｎｏ．１０ ２０１８年１０月 Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｐｏｗｅｒ Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ Ｏｃｔ． ２０１８ 　　 基于能量模型的混合感应滤波系统控制方法 １ １ １ ２ ３ 张志文 ，曾令雄 ，谢　 斌 ，饶玉凡 ，易梅生 （１． 湖南大学 电气与信息工程学院，湖南 长沙 ４１００８２；２． 长沙电力职业技术学院 电力工程系，湖南 长沙 ４１０１３１； ３． 特变电工湖南电气有限公司，湖南 衡阳 ４２１００７） 摘要：提出了一种工业配电系统新型混合感应滤波（ＨＩＡＦ）装置。 分析了ＨＩＡＦ投入后谐波流通路径及对整 流变压器及系统的益处。 通过系统三相等效电路分析了ＨＩＡＦ 的补偿机理并建立了ＨＩＡＦ 的数学模型。 基 于无源控制（ＰＢＣ）思想建立了该系统在ｄｑ 坐标系下的欧拉 拉格朗日能量模型。 依据ＨＩＡＦ的补偿特性，并 结合阻尼注入的方法设计了控制器。 仿真和实验结果验证了补偿系统和控制策略的正确性。 关键词：混合感应滤波；无源控制；欧拉 拉格朗日能量模型；阻尼注入；补偿 － 中图分类号：ＴＮ７１３ 文献标识码：Ａ ＤＯＩ：１０．１６０８１／ ｊ．ｉｓｓｎ．１００６ ６０４７．２０１８．１０．０１６ ０　 引言 感应滤波技术是一种基于磁动势平衡原理的新 型滤波技术。 文献［７⁃１０］以电解整流系统为例全面 近年来，随着新能源发电的发展，越来越多的电 地分析了感应滤波的特性，指出其克服了已有常规 力电子变换装置作为新能源接入电网的接口被广泛 滤波装置的缺点，表现了良好的滤波特性。 然而，由 地应用到中低压配电网中。 电能变换装置的非线性 于其本质还是无源滤波器，谐振风险依旧存在，且设 ［１⁃２］ 特性不可避免地给供电质量带来一定的影响 。 备占地面积大，难以在一些安装空间受限的场合加 同时，非线性负荷如中压电机调速装置和工业二极 ［１１］ 以应用。 感应调控滤波技术 通过将感应滤波和 管或晶闸管整流装置等，向电网注入大量谐波并消 有源滤波结合，很好地克服了感应滤波存在的一些 耗大量无功，在严重影响电能质量的同时，也给整个 固有问题，并有效地改善了整个系统的滤波性能。 ［３］ 系统的安全稳定运行带来巨大的挑战 。 然而，目前感应调控滤波技术均采用阻尼控制，虽然 为了治理配电网中存在的大量谐波，可以采用 控制原理简单但控制精度不够，且在工程中滤波系 安装无源滤波器、有源滤波器或者混合滤波器等方 统参数偏移时控制效果易受影响。 式加以滤除。 无源滤波器虽然设计简单，但体积较 本文在已有研究的