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一種三相四線制并聯(lián)有源電力濾波器輸出電感優(yōu)化方法

文檔序號:7460023閱讀:391來源:國知局
專利名稱:一種三相四線制并聯(lián)有源電力濾波器輸出電感優(yōu)化方法
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及用于三相四線制系統(tǒng)諧波補(bǔ)償?shù)娜嗨木€制并聯(lián)型有源電力濾波器技術(shù)領(lǐng)域,特別涉及一種三相四線制并聯(lián)有源電力濾波器輸出電感優(yōu)化方法。
背景技術(shù)
適用于三相四線制系統(tǒng)諧波補(bǔ)償?shù)牟⒙?lián)型有源電力濾波器(APF)主要有四橋臂結(jié)構(gòu)和三橋臂電容中分結(jié)構(gòu)。影響三相四線制并聯(lián)型APF諧波補(bǔ)償性能的主要參數(shù)包括交流側(cè)輸出連接電感、直流側(cè)電容和直流側(cè)電壓,其中各橋臂輸出連接電感的取值對三相四線制并聯(lián)型APF諧波補(bǔ)償性能的影響最為關(guān)鍵。目前提出的三相四線制并聯(lián)型APF橋臂輸出電感取值的主要方法包括理論設(shè)計、根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行設(shè)計和根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式設(shè)計等,也有的將上述方法進(jìn)行結(jié)合。理論設(shè)計方法通常以所建立的數(shù)學(xué)模型為基礎(chǔ),計算結(jié)果比較準(zhǔn)確。但目前的設(shè)計方法通常針對某一特定的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)進(jìn)行,拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)變化時需要重新設(shè)計,且未考慮不同開關(guān)控制策略的影響,通用性較差。設(shè)計時需要的數(shù)據(jù)量較大,有的數(shù)據(jù)難以直接得到,限制了該方法的實(shí)用性;根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果來進(jìn)行設(shè)計能克服實(shí)際運(yùn)行中各種不確定因素造成的設(shè)計結(jié)果不準(zhǔn)確的問題,需要的數(shù)據(jù)量少,但這種方法需要進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn),設(shè)計過程復(fù)雜,工作量較大,設(shè)計結(jié)果往往只對特定的負(fù)載情況適用。在設(shè)計輸出為正弦的逆變器的輸出電感時,通常采用以下經(jīng)驗(yàn)方法:即選擇輸出電感的標(biāo)么值為逆變器容量的10% 20%。有的研究將這種經(jīng)驗(yàn)方法直接應(yīng)用于三相四線制并聯(lián)型APF橋臂輸出電感的設(shè)計,但APF橋臂輸出電流中往往包含大量的諧波分量,直接應(yīng)用該方法將出現(xiàn)較大誤差。因此若能在三相四線制并聯(lián)型APF統(tǒng)一的數(shù)學(xué)模型和各橋臂輸出能力指標(biāo)的基礎(chǔ)上,提出具有通用性的橋臂輸出電感的優(yōu)化取值設(shè)計方法,以適用于不同拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和不同開關(guān)控制策略的三相四線制并聯(lián)型APF,所需數(shù)據(jù)少且容易獲取,將能為從參數(shù)設(shè)計角度提高三相四線制并聯(lián)型APF的補(bǔ)償性能和實(shí)用化程度提供可靠的依據(jù)和方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種三相四線制并聯(lián)有源電力濾波器輸出電感的優(yōu)化取值設(shè)計方法。該方法使得能適用于不同拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和不同開關(guān)控制策略的三相四線制并聯(lián)型APF,所需數(shù)據(jù)少且容易獲取,為從參數(shù)設(shè)計角度提高三相四線制并聯(lián)型APF的補(bǔ)償性能提供了依據(jù)。本發(fā)明的技術(shù)方案為一種三相四線制并聯(lián)有源電力濾波器輸出電感優(yōu)化方法,所述三相四線制并聯(lián)有源電力濾波器直流側(cè)由4個串聯(lián)的直流電容構(gòu)成,A, B,C橋臂構(gòu)成三相三線全橋逆變器;N橋臂為單相半橋結(jié)構(gòu),接入直流側(cè)電容的連接點(diǎn);A,B, C橋臂的輸出連接電感值為Ls,N橋臂的輸出連接電感值為Ln,進(jìn)行輸出電感優(yōu)化包括以下步驟,步驟1,在忽略系統(tǒng)零序電壓影響的情況下,將A,B, C橋臂中點(diǎn)對系統(tǒng)中點(diǎn)η的電&ιιΑη,ιιΒη,ιιεη各自絕對值的最大值|uAn|max,uBnIfflax, kn|max定義為三相四線制并聯(lián)型APF的A, B, C橋臂的輸出能力,將A,B, C橋臂中點(diǎn)對N橋臂中點(diǎn)電壓uAN,uBN, ucn的零序分量絕對值的最大值IuroImax定義為N橋臂的輸出能力;步驟2,分別獲取A,B, C,N橋臂的輸出電感取值的上限約束條件1、上限約束條件2,采用開關(guān)頻率固定的控制方法時A,B, C,N橋臂的輸出電感取值的下限約束條件1、下限約束條件2,以及采用開關(guān)頻率不固定的控制方法時A,B, C,N橋臂的輸出電感取值的下限約束條件I’、下限約束條件2’ ;所述上限約束條件I的獲取方式為,要求A,B,C橋臂的輸出能力滿足下式,
權(quán)利要求
1.一種三相四線制并聯(lián)有源電力濾波器輸出電感優(yōu)化方法,所述三相四線制并聯(lián)有源電力濾波器直流側(cè)由4個串聯(lián)的直流電容構(gòu)成,A,B,C橋臂構(gòu)成三相三線全橋逆變器#橋臂為單相半橋結(jié)構(gòu),接入直流側(cè)電容的連接點(diǎn);A,B, C橋臂的輸出連接電抗值為Ls,N橋臂的輸出連接電抗值為Ln,其特征在于:進(jìn)行輸出電感優(yōu)化包括以下步驟, 步驟1,在忽略系統(tǒng)零序電壓影響的情況下,將A,B,C橋臂中點(diǎn)對系統(tǒng)中點(diǎn)η的電壓Uto uBn,Ucn各自絕對值的最大值IuiJmax, uBnIfflax, kn|max定義為三相四線制并聯(lián)型APF的A, B, C橋臂的輸出能力,將A,B, C橋臂中點(diǎn)對N橋臂中點(diǎn)電壓uAN,uBN, ucn的零序分量絕對值的最大值IuroImax定義為N橋臂的輸出能力; 步驟2,分別獲取A,B, C,N橋臂的輸出電感取值的上限約束條件1、上限約束條件2,采用開關(guān)頻率固定的控制方法時A,B, C,N橋臂的輸出電感取值的下限約束條件1、下限約束條件2,以及采用開關(guān)頻率不固定的控制方法時A,B, C,N橋臂的輸出電感取值的下限約束條件I’、下限約束條件2’ ; 所述上限約束條件I的獲取方式為,要求A,B,C橋臂的輸出能力滿足下式,
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述三相四線制并聯(lián)有源電力濾波器輸出電感優(yōu)化方法,其特征在于:進(jìn)行上限約束條件I的獲取時,根據(jù)三相四線制并聯(lián)有源電力濾波器所補(bǔ)償諧波負(fù)載 的主要類型計算
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述三相四線制并聯(lián)有源電力濾波器輸出電感優(yōu)化方法,其特征在于:進(jìn)行上限約束條件2的獲取時,按以下公式計算最大電流變化率,
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述三相四線制并聯(lián)有源電力濾波器輸出電感優(yōu)化方法,其特征在于:根據(jù)A,B, C橋臂電感與N橋臂電感值之比k,將步驟3所得各橋臂輸出電感的取值范圍進(jìn)一步劃分為3個區(qū)域,分別在相應(yīng)的區(qū)域內(nèi)進(jìn)一步優(yōu)化輸出連接電感的取值。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述三相四線制并聯(lián)有源電力濾波器輸出電感優(yōu)化方法,其特征在于:劃分的3個區(qū)域?yàn)閗〈l、k>10、l≤k≤10。
全文摘要
一種三相四線制并聯(lián)有源電力濾波器輸出電感優(yōu)化方法,基于三相四線制并聯(lián)有源電力濾波各橋臂輸出電感的優(yōu)化取值目標(biāo),根據(jù)統(tǒng)一數(shù)學(xué)模型和各橋臂輸出能力,計算得到各橋臂輸出電感取值的約束條件;基于這些約束條件,給出了各橋臂輸出電感的優(yōu)化取值設(shè)計方法。該取值優(yōu)化設(shè)計方法能適用于各種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和開關(guān)控制策略的三相四線制并聯(lián)有源電力濾波器,所需數(shù)據(jù)少且容易獲取,為提高三相四線制并聯(lián)有源電力濾波器設(shè)計水平和實(shí)用化程度提供了重要參考和實(shí)用方法。
文檔編號H02J3/01GK103166224SQ20131012540
公開日2013年6月19日 申請日期2013年4月11日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月11日
發(fā)明者樂健 申請人:武漢大學(xué)
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