文档介绍：电能质量谐波控制研究【摘要】本文主要分析了近年来谐波的产生原因以及各种分析和控制谐波的理论方法, 通过对各个电能质量谐波控制方法的比较分析, 确定采用电源电流预测控制算法对谐波进行控制具有有效性和优越性。中国论文网/view- 【关键词】电能质量控制;谐波控制方法;电流预测控制算法 0 引言当前,多种电力电子装置广泛地应用在电力系统中,这使在提高工作效率的同时,也会在电网中产生了大量的谐波污染, 产生谐波损耗, 降低了电能质量, 进而降低机器的使用效率, 甚至引起严重事故。其中, 谐波危害比较严重的电力设备有变频器、电弧炉、电力机车等, 给系统用户带来众多危害, 导致电气设备不能正常运行, 所以控制谐波是提高电能质量的关键因素。传统的谐波控制方法主要使用 LC 无源滤波器,其方法简单,成本低廉。然而, 补偿设备由于受到本身的结构限制, 也只能补偿固定频率的谐波, 且补偿效果相对来说比较差。近年来, 有源电力滤波器成为抑制谐波的有效控制设备, 能对任意次谐波进行补偿, 相比无源电力滤波器具有更好的滤波效果, 所以说, 有源电力滤波器对于补偿谐波, 提高电能质量具有良好的发展前景。 1 有源电力滤波器的电流控制方法 三角波跟踪法三角波跟踪法是一种依据 PWM 控制原理的线性控制法。在一般情况下, 有源电力滤波系统会产生延时等现象, 这样也就会产生补偿电流与指令电流之间的误差, 如此一来产生的补偿电流并不能实时跟踪谐波电流的变化, 进而不能有效的补偿谐波电流, 则需要一个有效的控制算法, 使得误差尽可能趋近于 0, 获得理想的补效果。三角波控制法工作过程为先将输出的实际补偿电流与谐波检测的指令电流做差比较, 经比例环节放大信号, 再与同步信号给出的高频三角载波进行比较,调制 PWM 开关控制信号,最终得到补偿电流。这种方法的优点在于: 电路简单, 且动态性好, 能够实时的控制高频开关系统, 其缺点在于: 由于开关频率为固定的三角载波的频率, 所以使得逆变器将一直工作在高频的状态, 也会出现滞后现象。 滞环比较法滞环比较法为一种常见的闭环控制法, 其利用滞环比较器将实际的补偿电流与谐波指令电流进行比较, 将比较的误差作为控制 PWM 变流器的开关动作, 使实际的补偿电流保持在参考电流附近。在滞环控制结构中, 用滞环电流控制器取代了三角波控制法中的比例积分调节器, 这里滞环控制器具有两个调节功能, 一个作为闭环电流调节器, 另一个作为 PWM 调节器。其工作原理是, 当指令电流信号与反馈电流信号误差超过滞环环宽时, 功率开关将发出动作,以 PWM 信号来驱动控制电路开关器件通断, 实时补偿电流参考值。滞环比较的环宽是其重要的控制参数, 越宽电流跟踪越慢, 补偿误差就越大; 环宽越窄, 电流跟踪越快, 补偿效果更加精确,但如果环宽过窄,误差减小的同时,功率开关器件的开关频率也会升高,这样会导致电子器件的损坏。因此, 在选择环宽的同时还要考虑到开关器件的承受能力及开关损耗。相比三角波控制方法, 滞环控制法的电流控制结构简单, 跟随误差较小, 动态响应速度比较快。但在采用滞环比较法固定滞环宽度的时候, 如果电流偏差过大, 就会导致滞环宽度小的滤波器不能实时对电流变化进行较好得跟踪补偿,电流偏差较大的时候,环宽固定, 产生的补偿电