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基于控制延迟和死区效应补偿的有源滤波器优化控制研究

王成  
【摘要】:随着电力电子装置的广泛应用,电力系统的谐波问题日益突出。有源滤波器作为动态抑制电网谐波的电力电子装置,以其良好的动态响应速度和补偿特性,得到了迅速的发展和深入的研究。随着研究的深入,发现在实际有源滤波器的控制中不可避免地存在着控制延迟和死区效应,它们会对有源滤波器的补偿特性和补偿效果产生消极的影响。为改善有源滤波器的补偿特性和补偿效果,本文在详细探讨控制延迟和死区效应的产生、危害及其内在机理的基础上,提出了对控制延迟、死区进行补偿的方法。 控制延迟主要产生于指令电流运算电路对于信号的采样和电流指令的计算以及主电路中PWM的控制;它会导致实际指令信号与理想信号之间存在一定时间的滞后,从而影响补偿效果。基于控制延迟补偿的混合有源滤波器方案,有机地将混合滤波与延迟补偿结合了起来,在有源滤波器并联接入高通滤波器的同时,在控制系统中引入了本文提出的控制延迟补偿方法;一方面通过高通滤波器来抑制对受控制延迟影响较大的高次谐波,另一方面通过控制延迟补偿来减少控制延迟的危害。仿真结果证明,该方案能有效改善了稳态补偿和暂态过渡性能,增加了有源滤波器的补偿范围。 死区效应产生于PWM变流器中开关元件的固有开通和关断时间,以及为防止同一桥臂上的两只开关管同时导通而人为设置的开关时滞;它会影响PWM变流器对PWM控制信号波形的精确复现,从而对有源滤波器输出的谐波补偿电流的幅值和相位产生消极影响,进而降低有源滤波器的补偿效果。本文提出


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