圖3 有源濾波器的軟件流程框圖

4補(bǔ)償策略的實(shí)際工程應(yīng)用

針對海上石油鉆井平臺用獨(dú)立電源系統(tǒng)，研制了三相三線制有源濾波器。該有源濾波器的額定電壓為400V，額定補(bǔ)償電流為300A。裝置既可以單獨(dú)補(bǔ)償諧波電流或無功電流，也可以將二者同時(shí)補(bǔ)償，APF的外觀及其控制板照片如圖4(a)和(b)所示。

(a) (b)

圖4 有源濾波器的外觀照片及控制板圖

利用上述裝置對獨(dú)立電源系統(tǒng)進(jìn)行補(bǔ)償，并用電能質(zhì)量分析儀記錄得到的結(jié)果如圖5所示。

圖5 電源側(cè)電流補(bǔ)償前后波形及諧波柱狀圖

由圖5可知，APF運(yùn)行前電源系統(tǒng)中的電流波形近似為方波，含有大量的5次、7次、11次、13次等諧波電流，畸變率THDi=24.5%。APF補(bǔ)償后，電源的電流近似成正弦波形，畸變率降低為THDi=3.3%，此時(shí)有源濾波器的諧波電流補(bǔ)償率為86.5%，系統(tǒng)補(bǔ)償性能良好。

有源濾波器運(yùn)行前后，電源系統(tǒng)的功率和電能補(bǔ)償效果如圖6(a)和(b)所示。

(a) (b)

圖6 有源濾波器補(bǔ)償前后，系統(tǒng)的功率和電能圖

APF運(yùn)行前，電源的功率因數(shù)為0.76;APF投入運(yùn)行后，電源側(cè)的功率因數(shù)達(dá)到了0.95。因此，對于系統(tǒng)的無功電流補(bǔ)償，有源濾波器性能良好。

5 結(jié)束語

本文根據(jù)獨(dú)立電源系統(tǒng)實(shí)際工程的需要，研究了三相三線制有源濾波器諧波和無功電流的補(bǔ)償策略。根據(jù)有源濾波器的不同補(bǔ)償需求，在有源濾波器工作在單獨(dú)補(bǔ)償諧波和無功電流以及二者同時(shí)補(bǔ)償條件下，提出了不同的補(bǔ)償策略。該策略通過比較計(jì)算，說明具有較好的優(yōu)勢，不但能夠滿足不同工況的需求，也提高了有源濾波器的補(bǔ)償效益。該策略在實(shí)際200kVA有源濾波器裝置上運(yùn)行效果良好，同時(shí)也為其它類型的有源濾波器補(bǔ)償策略提供一定的參考價(jià)值。

作者簡介

郭鑫(1981)， 男， 博士研究生，主要研究方向?yàn)殡娏﹄娮蛹夹g(shù)、檢測技術(shù)與自動化裝置。

參考文獻(xiàn)

[1]時(shí)珊珊，魯宗相，周雙喜等.中國微電網(wǎng)的特點(diǎn)和發(fā)展方向[J].中國電力，2009(7):21-25.

[2]卓放，Choi San Shing，王兆安.獨(dú)立電網(wǎng)供用電系統(tǒng)的電壓質(zhì)量控制器研究[J].電力電子技術(shù)，2004，38(6): 24-27.

[3]楊振宇，趙劍鋒，唐國慶等.并聯(lián)型有源電力濾波器限流補(bǔ)償策略研究[J].電力自動化設(shè)備，2006，26(3)：21-25.

[4]張國榮，劉元崗，陳林等.并聯(lián)型有源電力濾波器單次諧波補(bǔ)償策略研究[J].電測與儀表， 2011，48(543)：38-43.

[5]王兆安，楊君，劉進(jìn)軍等.諧波抑制和無功補(bǔ)償[M].北京機(jī)械工業(yè)出版社，1998：209-239.

[6]何娜，武健，徐殿國等.有源電力濾波器直流側(cè)電壓的模糊控制[J].電網(wǎng)技術(shù)，2006(7)：45-49.

附注

項(xiàng)目資助：教育部博士點(diǎn)基金資助項(xiàng)目(20111102110007)。 ■