LCL型有源电力滤波器的强鲁棒性控制器优化设计

LCL型有源电力滤波器能有效补偿电网谐波,但LCL型滤波器存在谐振问题,电容电流比例反馈有源阻尼是抑制LCL谐振的主要方式.然而,在数字控制下,谐振频率会随电网阻抗变化,导致反馈系数选取困难.针对该问题,研究了适应电网阻抗宽范围变化的反馈系数选取方法,推导不同反馈系数和谐振频率下的系统稳定条件,优化设计适应电网阻抗变化的反馈系数.此外,随着电网阻抗增加,LCL谐振频率减小,系统带宽变窄,有源电力滤波器采用传统准PR控制补偿高次谐波时,系统相频曲线在控制器谐振点容易穿越-180o线,导致系统不稳定.提出加入相位补偿环节以提升控制器增益处相角,并给出详细设计方法.理论分析表明,所提强鲁棒性控制器优...

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Published in电力系统保护与控制 Vol. 50; no. 10; pp. 140 - 152
Main Authors 周娟, 徐高祥, 钊翔坤, 原亚雷, 祝铱玉
Format Journal Article
LanguageChinese
Published 中国矿业大学电气与动力工程学院,江苏徐州 221008 16.05.2022
Subjects
相位补偿
弱电网
控制延时
LCL滤波器
有源电力滤波器
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ISSN1674-3415
DOI10.19783/j.cnki.pspc.211019

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Summary:LCL型有源电力滤波器能有效补偿电网谐波,但LCL型滤波器存在谐振问题,电容电流比例反馈有源阻尼是抑制LCL谐振的主要方式.然而,在数字控制下,谐振频率会随电网阻抗变化,导致反馈系数选取困难.针对该问题,研究了适应电网阻抗宽范围变化的反馈系数选取方法,推导不同反馈系数和谐振频率下的系统稳定条件,优化设计适应电网阻抗变化的反馈系数.此外,随着电网阻抗增加,LCL谐振频率减小,系统带宽变窄,有源电力滤波器采用传统准PR控制补偿高次谐波时,系统相频曲线在控制器谐振点容易穿越-180o线,导致系统不稳定.提出加入相位补偿环节以提升控制器增益处相角,并给出详细设计方法.理论分析表明,所提强鲁棒性控制器优化设计方法,可使有源电力滤波器在保证良好谐波补偿能力的同时具有更宽的稳定运行范围.仿真和实验结果验证了理论分析的正确性.
ISSN:1674-3415
DOI:10.19783/j.cnki.pspc.211019