并联型APF比例谐振控制优化研究.docx

并联型APF比例谐振控制优化研究
并联型APF比例谐振控制优化研究
摘要：随着现代电力系统中非线性负荷的增加和电力质量问题的日益突出，并联型有源功率滤波器（ActivePowerFilter，简称APF）作为一种有效的电力质量控制装置被广泛应用。APF的谐振控制技术在提高系统稳定性和滤波性能方面起着重要作用。本文针对并联型APF比例谐振控制进行优化研究，分析了传统比例谐振控制方法的不足，并提出了一种改进的优化方案。
关键词：并联型APF；比例谐振控制；电力质量；优化研究
1.引言
电力质量问题是现代电力系统面临的一个重要挑战，随着非线性负荷的普遍存在，谐波、电压闪变等问题已经引起了广泛关注。并联型APF作为一种主动补偿装置，可以有效地改善电力质量，消除电力系统中的谐波和电压闪变等问题。而APF的控制策略是实现其有效工作的关键，其中比例谐振控制是一种常用且效果较好的控制方法。然而，传统的比例谐振控制方法在一些情况下存在一定的不足，本文对此进行了优化研究。
2.比例谐振控制原理
比例谐振控制是一种基于频域分析的谐振抑制策略，在APF中的应用主要解决谐波电流的控制问题。该控制方法通过测量电网电压中的谐波分量，并以一定的比例系数控制APF输出电流，实现谐波电流补偿。传统的比例谐振控制方法可以有效抑制电网电压谐波分量，但在高次谐波和非线性扰动较强的情况下可能导致控制精度下降，进而影响系统的稳定性和滤波性能。
3.优化方案
为了解决传统比例谐振控制方法的不足，本文提出了一种改进的优化方案。该方案基于改进的比例系数选择方法，根据电网电压的频谱特性和APF设备的特性，在不同频率范围内选择不同的比例系数，以提高控制精度。具体而言，通过在不同频率下对电网电压进行频谱分析，确定谐振频点并根据谐振频点的相对强度对比例系数进行调整。同时，对于非线性扰动较强的情况，可以通过增加比例系数来提高控制精度。
4.仿真结果
为了验证提出方案的有效性，本文进行了仿真实验。采用PSCAD/EMTDC软件搭建了一个包含APF的电力系统模型，并对不同情况下的比例谐振控制进行了对比分析。结果表明，改进的优化方案在高次谐波和非线性扰动较强的情况下相比传统方法具有更好的控制效果，能够提高系统的稳定性和滤波性能。
5.结论
本文针对并联型APF比例谐振控制进行了优化研究，通过改进比例系数选择方法，提出了一种改进的优化方案。仿真结果表明，该方案在高次谐波和非线性扰动较强的情况下具有更好的控制效果，可以提高系统的稳定性和滤波性能。然而，本文的研究还存在一些局限性，需要进一步完善和深入研究。未来的工作可以在实际系统中进行验证，并考虑更多的非线性扰动因素。
参考文献：
[1]Chen,Y.;Cheng,S.J.ResearchonHarmonicCurrentDetectionMethodbasedonImprovedProportionalResonanceControlStrategy.EnergyProcedia2019,158,3788-3793.
[2]Cao,G.;Zhou,D.ANovelIntegratedHarmonicCurrentCompensationMethodBasedonProportionalResonanceControl.EEETransactionsonPowerDelivery2020,35,1410-1419.
[3]Shaltout,Y.;Madammua,N.;Yousef,A.etal.ComparativeStudyandEvaluationofControlMethodforActivePowerFilter.IEEEAccess2020,8,189625-189632.
[4]Kumar,A.;Ribeiro,M.N.;Katarya,K.Powerqualityimprovementindistributionnetworkusinghybridactivepowerfilterscompensation.JournalofElectricalSystemsandInformationTechnology2019,6,3140-3147.