新型諧振阻抗型混合有源濾波器RITHAF研究.pdf

1、該論文的研究工作主要圍繞一種新的變電站諧波治理措施——諧振阻抗型混合有源濾波器RITHAF展開,涵蓋了RITHAF的結構與原理、無源濾波器的優(yōu)化設計、輸出濾波器的分析、控制方法等內(nèi)容,形成了較為完善的變電站諧波治理理論和技術方案.針對變電站諧波治理的特殊要求,通過對現(xiàn)有混合有源濾波器的分析,該論文提出了一種新型諧振阻抗型混合有源濾波器RITHAF.RITHAF的引入,相當于在電網(wǎng)支路中串聯(lián)了一個基波串聯(lián)諧振電路,因此對基波電流不起作用,

2、而對諧波電流產(chǎn)生巨大的阻礙作用,迫使諧波電流注入無源濾波器,從而達到諧波治理的目的.RITHAF不僅能夠有效地治理諧波,而且其無源濾波器部分還可以承擔一定的無功補償任務.同時其有源部分不承受系統(tǒng)基波電壓,也沒有基波電流流入,逆變器容量小,初期投資較小.該論文還通過對定義的諧波抑制函數(shù)進行分析,研究了電網(wǎng)阻抗變化、基波串聯(lián)諧振電路參數(shù)變化、無源濾波器失諧等情況下RITHAF的補償特性以及抑制系統(tǒng)諧振的性能.在分析現(xiàn)有無源濾波器設計方法的基

3、礎上,該論文歸納了無源濾波器設計的一般性原則,進而依據(jù)該原則,提出了新的基于多目標遺傳算法的無源濾波器優(yōu)化設計方法.該論文建立了輸出濾波器的性能指標函數(shù),繼而用該函數(shù)分析和比較了LC型、LCL型、L型和LCR型輸出濾波器對有源濾波器系統(tǒng)性能的影響,并揭示了產(chǎn)生影響的原因.指出LCR輸出濾波器在串聯(lián)電感較小時能夠大幅衰減被放大的諧波注入電流的幅值,有效地抑制高頻毛刺,同時逆變器輸出電壓的效率較高,能夠形成較大的低頻諧波注入電流,使電網(wǎng)電流

4、的低頻和高頻諧波分量都較小,是性能最佳的輸出濾波器,從而避免了有源濾波器中輸出濾波器選型的盲目性.從傳統(tǒng)控制理論的角度,該論文對有源濾波器控制的研究現(xiàn)狀進行了分析,依照趨近率的方法推導了RITHAF的離散滑模變結構控制率,同時提出了廣義積分迭代控制算法.并在此基礎上提出了三重離散滑模變結構控制結構,引入基于廣義積分迭代控制算法的控制量作為離散滑模變結構控制器的等效控制,實現(xiàn)了兩種控制方法的有機結合.該方法改變了傳統(tǒng)滑模變結構控制中控制器

5、的結構只在切換曲面兩側變化的情況,使得控制器結構具有切換邊帶兩側以及邊帶之內(nèi)的"三重"變化.通過設置邊帶來決定等效控制的投入條件,使得系統(tǒng)在電流跟蹤誤差較大時離散滑?？刂普贾鲗?誤差減小速度較快,在誤差減小到一定范圍內(nèi)時廣義積分迭代控制占主導,實現(xiàn)穩(wěn)態(tài)無差.該控制方法兼具較快的動態(tài)響應速度和較高的穩(wěn)態(tài)控制精度,同時開關毛刺易于抑制,不會在電網(wǎng)電流中造成明顯的高頻紋波.在以RITHAF為諧波治理手段的基礎上,該論文最后建立了電網(wǎng)諧波分析與