基于直接功率控制法的并聯型有源電力濾波器故障容錯方法

李國華,汪玉鳳,高小朋,張 立,張林偉

(遼寧工程技術大學電氣與控制工程學院,遼寧葫蘆島 125105)

基于直接功率控制法的并聯型有源電力濾波器故障容錯方法

李國華,汪玉鳳,高小朋,張 立,張林偉

(遼寧工程技術大學電氣與控制工程學院,遼寧葫蘆島 125105)

提出一種基于直接功率控制法的并聯型有源電力濾波器(active power filter,APF)故障容錯方法。通過預測APF輸出電壓的參考值,并利用空間矢量脈寬調制法(space vector pulse width modulation,SVPWM)控制實際輸出的電壓跟蹤參考值,以保證APF的瞬時功率跟蹤參考功率,從而實現直接功率控制。當APF主電路中的開關器件發生故障時,利用故障狀態下的4個有效電壓矢量合成獲得參考值。矢量合成中采用一種七段式細分方式,給出了不同扇區內電壓矢量的作用時序和作用時間。該方法能夠保證APF在故障狀態下繼續穩定工作,從而顯著提高其工作可靠性。仿真和實驗結果證明了該方法的有效性。

有源電力濾波器;故障容錯;直接功率控制;空間矢量脈寬調制法

有源電力濾波器(簡稱APF)是治理諧波污染、改善電能質量的一種比較理想的濾波裝置[1-3],已經在400 V配網等低壓領域得到了成功應用。但由于APF屬于實時跟蹤補償設備,要求開關器件具有較高的工作頻率,使得功率損耗和故障幾率大大增加。一旦器件發生故障,將無法進行準確補償,會對電網造成很大沖擊。因此,如何提高APF的故障容錯能力就很自然的擺在面前。

目前,關于APF容錯方法的研究主要集中在兩個方面:一是故障診斷技術[4-8],即快速準確的判斷故障位置及類型;二是故障狀態下電流的跟蹤控制技術[8-12],即利用故障狀態下的三相四開關逆變器實現對諧波電流的實時跟蹤補償。……