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SAPF安装点的选择及对邻近负载影响的分析

发布时间:2020-07-21 17:47:16 阅读: 来源:胶辊厂家

摘要:针对实际工业现场中并联型有源电力滤波器(SAPF)的广泛应用,分析并推广了相控整流负载的频率变换效应,采用等效电路分析方法,阐述了SAPF在进行谐波和无功补偿时对邻近负载、无功补偿电容器组、无源滤波器组等的影响。阐述了各种负载组合条件下,SAPF投入前后系统的性态,同时介绍了相应的对策及最优安装点的选择。该方法可有效保证SAPF运行在各种负载场合,使负载交流侧电流峰值不增大,同时有效抑制了电网中的谐波电流。仿真和实验结果证明了所提方法的正确性和可行性。关键词:有源电力滤波器;容性负载;谐波源1 引言 SAPF具有便于工程安装及维护等优点,得到广泛研究及应用。但SAPF适合补偿电流型谐波,不适合补偿电压型谐波。而实际工业环境非常复杂,含有各种负载,如电感滤波型不可控整流负载、相控型整流负载、电容滤波型不可控整流负载以及其他风机、水泵等电机型负载。此外在系统中有无功补偿电容支路,5次、7次等无源滤波器支路。目前的研究均集中在各种谐波提取方法、系统控制方法等APF的本体控制上,很少有应用层面的分析方法。SAPF在工业现场的应用不仅需考虑其对被补偿对象的影响,还需考虑其对电网中其他相邻或相连负载可能造成的不利影响。 这里在分析了整流负载的频率变换效应后,深入分析了SAPF就近补偿电流型谐波源时对临近负载的影响机理,提出了通过改变运行方式和SAPF控制策略来抑制谐波影响的方法,仿真和现场应用结果验证了所提方法的正确性和可行性。2 系统分析2.1 整流桥的频率变换特性分析 图1示出相控整流负载电路结构,则直流电压和交流相电流瞬时值可表示为: 式中:ua,ub,uc为整流负载交流母线三相交流电压瞬时值;id为直流电流瞬时值;ud为直流电压瞬时值;Sua,Sub,Suc分别为a,b,c三相电压开关函数;Sia,Sib,Sic分别为a,b,c三相电流开关函数。

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通常,交流母线电压含有大量谐波,且不平衡,将三相交流电压用对称分量形式表示为: 式中:ωx为任意值,不限于为ω0的倍数,ω0为电网额定频率;αkx为初始相角;k=-1,0,1,k=-1为负序,k=0为零序,k=1为正序。 对开关函数进行傅里叶变换,将式(2)代入式(2)中第1式,可以得到交流正序、负序电压谐波在直流侧引起的扰动,而零序电压则不会引起扰动。 可见,交流侧频率fx的谐波电压扰动将在直流侧产生频率为fd的谐波电压,fd=fx±(6k±1)f0,f0为系统额定运行频率。 考虑直流电流的小扰动,如因SAPF补偿而引入的直流侧小扰动: id=Idmcos(ωdt+φd) (4) 式中:Idm为直流侧小信号幅值;ωd为直流侧小信号角频率;φd为相应的初始相角。

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