APF与TSC混合型动态无功和谐波补偿系统研究

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1、ELECTRICDRIVE2008Vo1．38No．10电气传动2008年第38卷第1O期APF与TSC混合型动态无功和谐波补偿系统研究刘宏亮，汤钰鹏，喻杰(北京交通大学电气工程学院，北京100044)摘要：为了补偿较大的无功功率，降低传统的有源电力滤波器(activepowerfilter，APF)的容量，提出将有源电力滤波器与晶闸管投切电容器(thyristorswitchedcapacitor，TSC)相结合构成混合滤波系统。该系统充分利用APF动态补偿性能好，TSC容量大的特点，有效地消除电网中的谐波电流和提高功率因数。通过仿真研究，结

2、果验证了系统的有效性和可行性，并且表明该系统具备较好的动态响应性能和稳定性。关键词：有源电力滤波器；晶闸管投切电容器；补偿；动态响应中图分类号：TM76文献标识码：AStudyofDynamicReactivePowerandHarmonicCompensationSystemBasedonaCombinationofAPFandTSCLIUHong—liang，TANGYu—peng，YUJie(SchoolofElectricalEngineering，BeOingJiaotongUniversity，Beqing100044，China)

3、Abstract：Inordertocompensatemorereactivepowerandlowerthepowerleveloftheactivepowerfilter(APF)，ahybridfiltersystembasedonacombinationoftheAPFandthethyristorswitchedcapacitor(TSC)waspresented．ThissystemCOmbinesthegooddynamiccompensationperformanceoftheAPFandhigherpowerleveloft

4、heTSC．Itcaneliminateharmonicsandcompensatethepowerfactoreffectivelyinpowerdistri—butionsystems．Simulationsshowthatthistopologyhasrapidlydynamicresponseandstability．Andthefeasi—bilityandvalidityofthissystemhasbeenproved．Keywords：activepowerfilter；thyristorswitchedcapacitor；co

5、mpensation；dynamicresponse1引言2APF与TSC混合系统原理有源电力滤波器是新近发展迅速的一种动态本文所提出的APF与TSC混合系统的结构抑制谐波和补偿无功的电力电子装置。然而对于图如图1所示。该电路拓扑可以保证APF与大容量应用场合，它有成本高、效率低的缺点。无TSC单独控制，独立运行。源滤波器只能抑制特定次数谐波，无功补偿器只能补偿无功功率，但它们具有低成本和高效率的特点。因此，将有源电力滤波器与无功补偿器混合使用可以克服各自的缺点。本文研究了APF和TSC混合使用的系统。该系统由APF补偿全部的谐波电流和小部分的

6、无功功率，而由TSC补偿大部分的无功功率。这样发挥了APF连续补偿和TSC容量大的特点，从而减小了APF本身的容量，降低了成本，提高了效率。本文最后应用Matlab中的Simulink仿图1混合系统结构图Fig．1Schematicdiagramofthehybridsystem真软件验证了方案的可行性。作者简介：刘宏亮(1983一)，男，硕士研究生，Email：06121922@bitu．edu．cn65电气传动2008年第38卷第10期刘宏亮，等：APF与TSC混合型动态无功和谐波补偿系统研究APF检测TSC补偿后的线路电流i。，其中包的无

7、功量，APF可以减小的变化量，从而简括谐波电流和小部分无功电流，然后向电网注人与化了L的设计，从理论上证明了方案对于提高谐波和无功电流大小相等、方向相反的补偿电流，APF性能的作用。使得电源侧电流成正弦波形，功率因数为1。3．2指令电流运算电路无功补偿器含两组以上的TSC，通过检测负指令电流运算电路的任务是计算APF补偿载电流中的无功含量，计算出需要投入的电容组电流的指令信号。目前应用较为广泛的检测方法数，在合适的时刻将电容投入到电网中。是基于瞬时无功功率理论的瞬时空间矢量法，如P—Q法和i一i。法。但这两种方法只能使用于3APF工作原理三相电

8、源电压对称的情况。而基于d—q坐标系APF的电路结构如图2所示，它可以分为主的电流矢量检测法则克服了上述两种方法的缺电路、指令电流运算电路和补偿电流发