基于直流储能的多功能APF控制策略研究.pdf

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1、第49卷第8期电力电子技术Vo1．49，No．82015年8月PowerElectroniesAug．2015基于直流储能的多功能APF控制策略研究冯兴田．孙添添(中国石油大学，信息与控制工程学院，山东青岛266580)摘要：针对传统有源电力滤波器(APF)存在功能单一、直流侧电压波动等问题，提出基于直流储能的多功能APF拓扑结构。通过分析APF系统直流储能单元和逆变单元的协调控制策略，实现配网系统的谐波、无功以及三相不平衡等多种电能质量问题的治理，同时提高APF直流侧电压的稳定性，进而改善APF的运行性能。通过仿真与实

2、验研究了基于直流储能的多功能APF控制策略，结果表明，该APF拓扑结构和控制策略能解决多种电能质量问题。达到预期效果。关键词：有源电力滤波器；电能质量；无功补偿中圈分类号：TN713+．8文献标识码：A文章编号：1000-100X(2015)08-0055-03Multi—functionAPFControlStrategyResearchBasedonDCEnergyStorageFENGXing—tian。SUNTian—tian(ChinaUniversofPetroleum，Qingdao266580，China

3、)Abstract：Traditionalavtivepowerfilter(APF)hassinglefunctionanditsDCvokagefluctuates．Therefore，thispaperprovidesamulti—functionAPFtopologystructurebasedonDCenergystorage．WiththecoordinatedcontrolstrategybetweenDCenergystorageunitandinverterunit，APFcansolvemanypow

4、erquali~problemsincludingharmonics，reaetivepower．three．phaseimbalanceandSOonindistributionnetwork．AndtheAPFcontrolstrategyalsoenhancesthestabilityofDCvohagetoimproveoperationperformance．Multi-functionAPFcontrolstrategyresearchbasedonDCenergystorageisstudiedbysimu

5、lationandexperiment．TheresultsshowthattheAPFtopologystructureandcontrolstrategycansolvemanykindsofpowerqualityproblemsandobtaintheanticipatedefects．Keywords：activepowerfilter；powerquality；reactivepowercompensationFoundationProject：SupportedbyNationalNaturalScienc

6、eFoundationofChina(No．51207170)；FundamentalRese·archFundsfortheCentralUniversities(No．14CX02085A)1引言低装置容量。通常不具备无功补偿功能：且其直流侧储能元件通常为电容器。不能提供有功支撑。配电网中含有大量非线性负荷，引起电网电APF的逆变器在工作时，会从系统中吸收一定有流畸变．带来谐波污染；冲击性和波动性负载会产功功率并产生开关损耗，这会引起电容器电压波生大量的高次谐波：交流变频系统的引入也会带动，影响APF正常工作，甚至损

7、坏APF，而在直流来大量谐波：感性负载的影响使系统功率因数大侧并入储能单元可有效解决该问题【，。大降低：电力系统故障带来负载不平衡等问题【。此处针对传统APF存在的一些问题．通过直另外．近年来随着大量分布式发电单元并入配电流储能环节的调整改善APF的运行性能．并在无网。其固有的波动性、间歇性、随机性等特点，导致功补偿、负载不平衡等问题下拓展了APF的功配电网的电能质量问题更加严重。能。仿真和实验分析了基于直流储能的多功能定制电力技术可以解决配电网的电能质量问APF控制策略，可有效提高直流侧电压的稳定性，题。其中，APF作

8、为一种成熟的定制电力技术装通过直流储能单元和变流器单元的控制．实现了置。通常并联在配电网中，主要用以消除电力系统APF的正常运行和多功能的延伸。谐波，避免损坏设备，保障生产。传统APF为了降2基于直流储能的多功能APF结构原理基金项目：国家自然科学基金(51207170)；中央高校基本APF的基本结构示意图见图1。通