电力系统谐波、无功和负序电流综合补偿的研究

有源电力滤波器是一种新型电力电子装置，可用来对电力系统中的谐波、无功和 负序电流进行综合补偿。和传统的谐波、无功和负序电流抑制方法相比，有源电力滤 波器具有巨大的技术优势和良好的发展前景。由于有源电力滤波器需具有实时性和准 确性的工作特点，因而有可能充分地吸取现代信号处理及智能控制技术等众多学科的 优点，在实现对有源电力滤波器功能优化的同时，提高有源电力滤波器的性能。 本文探讨了有源电力滤波器、电源及非线性负载之间的能量交换机理，系统地分 析了影响有源电力滤波器实时补偿的因素，研究了有源电力滤波器的延时特性对其补 偿效果的影响程度。 本文将自适应线性神经网络理论应用于非线性负载电流中畸变电流的检测。首次 提出了基于自适应线性神经网络的三相不对称负载情况下的畸变电流检测方法，并用 模拟电路加以实现。所提出的检测方法同时适用于单相和三相对称非线性负载电流中 畸变电流的检测，可对谐波电流、无功电流以及负序电流进行分别检测或综合检测， 并可用于电压不平衡和波形畸变情况下畸变电流的检测。在理论分析的基础上，本文 对该方法进行了仿真研究和实验研究，仿真和实验结果表明该方法具有很好的实时性 和较高的检测准确度以及自适应跟踪负载电流的变化等特点。 本文对有源电力滤波器的电流控制方法进行了深入地研究。在对直接电流控制方 法进行理论分析的基础上，提出了间接电流控制方法。与直接电流控制方法相比，间 接电流控制方法可以简化畸变电流检测电路，提高有源电力滤波器的工作性能。本文 对有源电力滤波器主电路直流侧的电压控制方法进行了深入地研究。在对PI控制方法 进行理论分析的基础上，本文将模糊控制用于有源电力滤波器主电路直流侧的电压控 制。仿真结果表明，与PI控制方法相比，模糊控制起到了很好的控制效果。 最后，本文对有源电力滤波器的主电路进行了研究，给出了电力电子器件及其外 围电路的参数计算方法，探讨了有源电力滤波器运行中应采取的保护措施，研制了 100kVA有源电力滤波器实验装置，对该装置进行了实验研究。实验结果表明该装置具 有良好的工作性能，对谐波、无功和负序电流具有很好的补偿效果。