基于直接功率控制法的并联型有源电力滤波器故障容错方法

李国华,汪玉凤,高小朋,张 立,张林伟

(辽宁工程技术大学电气与控制工程学院,辽宁葫芦岛 125105)

基于直接功率控制法的并联型有源电力滤波器故障容错方法

李国华,汪玉凤,高小朋,张 立,张林伟

(辽宁工程技术大学电气与控制工程学院,辽宁葫芦岛 125105)

提出一种基于直接功率控制法的并联型有源电力滤波器(active power filter,APF)故障容错方法。通过预测APF输出电压的参考值,并利用空间矢量脉宽调制法(space vector pulse width modulation,SVPWM)控制实际输出的电压跟踪参考值,以保证APF的瞬时功率跟踪参考功率,从而实现直接功率控制。当APF主电路中的开关器件发生故障时,利用故障状态下的4个有效电压矢量合成获得参考值。矢量合成中采用一种七段式细分方式,给出了不同扇区内电压矢量的作用时序和作用时间。该方法能够保证APF在故障状态下继续稳定工作,从而显著提高其工作可靠性。仿真和实验结果证明了该方法的有效性。

有源电力滤波器;故障容错;直接功率控制;空间矢量脉宽调制法

有源电力滤波器(简称APF)是治理谐波污染、改善电能质量的一种比较理想的滤波装置[1-3],已经在400 V配网等低压领域得到了成功应用。但由于APF属于实时跟踪补偿设备,要求开关器件具有较高的工作频率,使得功率损耗和故障几率大大增加。一旦器件发生故障,将无法进行准确补偿,会对电网造成很大冲击。因此,如何提高APF的故障容错能力就很自然的摆在面前。

目前,关于APF容错方法的研究主要集中在两个方面:一是故障诊断技术[4-8],即快速准确的判断故障位置及类型;二是故障状态下电流的跟踪控制技术[8-12],即利用故障状态下的三相四开关逆变器实现对谐波电流的实时跟踪补偿。……