提高電網(wǎng)功能質(zhì)量的抗干擾技術(shù)

與傳統(tǒng)的無源LC濾波器相比，APF具有以下優(yōu)點(diǎn):
(1) 對(duì)各次諧波和分?jǐn)?shù)諧波均能有效抑制，且可提高功率因數(shù);
(2) 作為高次諧波電流源，不受系統(tǒng)阻抗的影響;
(3) 無諧振現(xiàn)象，系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、阻抗及頻率的變化不會(huì)影響補(bǔ)償效果;
(4) 原理上比LC濾波器更優(yōu)，起用1臺(tái)裝置就能完成各次諧波和基波無功的補(bǔ)償，還可抑制閃變，有1機(jī)多能的特點(diǎn)，性價(jià)比較合理;
(5)即使高次諧波的頻率變化也能準(zhǔn)確地補(bǔ)償;
(6)由于裝置本身能完成輸出限制，故當(dāng)高次諧波量增大時(shí)也不會(huì)過載。其主要特點(diǎn)是能對(duì)頻率和幅值都變化的諧波進(jìn)行跟蹤補(bǔ)償，且補(bǔ)償特性不受系統(tǒng)阻抗的影響，具有自適應(yīng)功能。同時(shí)對(duì)變化的無功功率有較好的預(yù)想補(bǔ)償效果。因此，APF是今后諧波抑制的首選方案。

APF大體上可分為并聯(lián)型和串聯(lián)型，串聯(lián)型適合補(bǔ)償電壓型諧波源負(fù)荷;并聯(lián)型只適合補(bǔ)償電流型諧波源負(fù)荷。此外還有并聯(lián)和串聯(lián)組合的并－串結(jié)構(gòu)，而且在很多情況下還會(huì)與無源LC濾波器混合使用，以取得更好的綜合效果。

4.1 并聯(lián)APF
圖3所示為并聯(lián)型APF產(chǎn)生的補(bǔ)償電流，利用了電流源逆變器三種不同的調(diào)制技術(shù)，分別為周期采樣(PS)、三角載波(TC)和滯環(huán)控制(HB)。PS法是在固定(采樣)頻率的方波時(shí)鐘轉(zhuǎn)移時(shí)，APF的功率晶體管開關(guān)動(dòng)作。TC法利用一個(gè)三角波和高次諧波比較，從而得到不同時(shí)刻逆變器的開關(guān)狀態(tài)。此法的響應(yīng)速度較快，但開關(guān)頻率不固定且較高，產(chǎn)生噪音和較大的開關(guān)損耗與高頻失真。HB法則是給定一個(gè)允許容差帶，只要高次諧波的大小超過這個(gè)容差帶，逆變器開關(guān)動(dòng)作。但開關(guān)頻率、損耗及控制精度均受容差帶寬度的影響，容差帶寬越小，控制的精度越高。當(dāng)然，開關(guān)頻率和開關(guān)損耗也加大了。通常，HB可獲得較好的控制性能，它兼有快速響應(yīng)和簡(jiǎn)單易行的特點(diǎn)而被廣泛使用。圖3顯示HB法是這一特定波形與應(yīng)用中最好的方法，但在要求正弦波形時(shí)，TC法較優(yōu)。

圖3 不同調(diào)制技術(shù)下的電流波形

帶自控直流母線的并聯(lián)APF，有一類似于靜態(tài)補(bǔ)償器(STATCOM)的拓?fù)?，STATCOM是用于電力系統(tǒng)中補(bǔ)償無功功率的。并聯(lián)的APF，以注入相等而反向的諧波電流對(duì)負(fù)荷電流的諧波進(jìn)行補(bǔ)償。此時(shí)，并聯(lián)APF是作為注入諧波分量的電流源而工作的，諧波分量由負(fù)荷產(chǎn)生，但已移相180o。圖4為并聯(lián) APF的接線圖，圖5表示APF補(bǔ)償?shù)墓ぷ髟?。為能輸出圖5所示濾波器電流波形的IF，需要設(shè)置圖4中的控制電路，以便產(chǎn)生圖6所示的Vfab脈寬調(diào)制電壓圖。

圖4 并聯(lián)型APF的拓?fù)?p align="left">

圖5 產(chǎn)生的濾波器電流用以補(bǔ)償負(fù)荷電流諧波