针对有源电力滤波器直流侧电容的选择方法

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1、总第47卷第540期电测与仪表Vo1．47No．5402010年第12期ElectricalMeasurement&InstrumentationDec．2OlO有源电力滤波器直流侧电容的选择方法水张国荣，陈鹏(教育部光伏系统工程研究中心，合肥工业大学能源研究所，合肥230009)摘要：针对有源电力滤波器在应用中直流侧电容值的选择问题，详细分析了有源电力滤波器在正常工作时的能量流动，并基于能量守恒原理和瞬时功率理论建立了能量平衡方程，给出了直流侧电容值的选择方法。在直流侧电压参考值确定后，直流侧电容值由APF的补偿容量、直

2、流电压允许波动幅值共同决定。仿真结果证明了理论分析的可行性和正确性。关键词：有源电力滤波器；直流侧电容；能量守恒中图分类号：TM53文献标识码：A文章编号：1001—1390(2010)12—0001—03AMethodofDC-sideCapacitanceSelectioninActivePowerFilterZHANGGuo—rong，CHENPeng(ResearchcenterforPhotovohaicSystemEngineeringMinistryofEducation，TheEnergyInstitute

3、ofHefeiUniversityofTechnology，Hefei230009，China)Abstract：Inthispaper．aimingattheissueofdc—sidecapacitanceselectioninactivepowerfilter．thetransferofpowerofactivepowerfilterisanalyzedindetail．Basedonthelawofconservationofenergy，anequationisdiscussedandamethodofthese

4、lectionofdc-sidecapacitanceisderived．Afterthereferencedcvoltageofthedc-sidegiving，thedc—sidecapacitancecanbecalculatedbythecapacityofactivepowerfilterandtherangeofdcvoltagefluctuationallowed．Finally，thesimulationresultsaregiventodemonstratethefeasibilityandvalidit

5、yoftheconclusions．Keywords：activepowerfilter，DC-sidecapacitance，energyconservation0引言本文基于能量守恒原理，利用瞬时功率理论分析目前，由于非线性负载的大量应用，谐波污染导APF系统在运行时负载侧、交流侧和直流侧的能量流致的电能质量问题日益突出。有源电力滤波器动，建立数学模型，并详细分析了直流侧电容值的决(activepowerfilter，APF)由于能有效抑制网内谐波和定因素，并体出计算公式。软件仿真表明，本文所提的补偿无功电流而越来越受

6、到人们的关注。与单独使用直流侧电容值计算方法简单实用，效果好。无源滤波器(PassiveFilter)相比，APF能很好地适应1直流侧电容的决定因素网内负载的变化¨l2I。在三相系统中，任意时刻三相的瞬时无功功率之目前应用较广泛的是并联型APF，它主要由电压和总为零，各相的瞬时无功功率只在三相之间交换。型变换器通过无源滤波器连接到电网上。变流器的直在APF中(参见图1)，瞬时无功功率不会导致其交流流侧储能元件为大电容，在正常丁作时，电容电压基本保持不变。而直流侧电压的波动直接影a63APF的电流跟踪效果。在实际应用中，直流

7、侧电容值如果选择过小，将使APF在补偿谐波时直流侧电压出现较大范围的波动，从而影响补偿效果；选择过大，又会增加系统体积，加大成本，造成资源浪费】。图1并联型有源电力滤波器系统框图Fig．1Systemconfigurationofshuntactivepowerfilter国家自然科学基金项日(500777015，50837001)一1一总第47卷第540期电测与仪表Vo1．47NO．54O2010年第12期ElectricalMeasurement&InstrumentationDec．2010侧和直流侧的能量交换，而三

8、相的瞬时有功功率决定三相三线制电路中，三相负载电流对称为：了交流侧和直流侧的能量交换。图1中APF可以对谐波和无功功率进行补偿。利=∑sin(nxot+q~)用Akagi．H的瞬时功率理论，假设负载侧的瞬时有功功率和瞬时无功功率分别为phg。因负载电流中存在i∑sin[(一2／3霄)+，]谐波，所以Ph