獨立電源系統有源濾波器諧波和無(wú)功電流補償策略研究

圖3 有源濾波器的軟件流程框圖

4補償策略的實(shí)際工程應用

針對海上石油鉆井平臺用獨立電源系統，研制了三相三線(xiàn)制有源濾波器。該有源濾波器的額定電壓為400V，額定補償電流為300A。裝置既可以單獨補償諧波電流或無(wú)功電流，也可以將二者同時(shí)補償，APF的外觀(guān)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(guān)照片及控制板圖

利用上述裝置對獨立電源系統進(jìn)行補償，并用電能質(zhì)量分析儀記錄得到的結果如圖5所示。

圖5 電源側電流補償前后波形及諧波柱狀圖

由圖5可知，APF運行前電源系統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補償后，電源的電流近似成正弦波形，畸變率降低為T(mén)HDi=3.3%，此時(shí)有源濾波器的諧波電流補償率為86.5%，系統補償性能良好。

有源濾波器運行前后，電源系統的功率和電能補償效果如圖6(a)和(b)所示。

(a) (b)

圖6 有源濾波器補償前后，系統的功率和電能圖

APF運行前，電源的功率因數為0.76;APF投入運行后，電源側的功率因數達到了0.95。因此，對于系統的無(wú)功電流補償，有源濾波器性能良好。

5 結束語(yǔ)

本文根據獨立電源系統實(shí)際工程的需要，研究了三相三線(xiàn)制有源濾波器諧波和無(wú)功電流的補償策略。根據有源濾波器的不同補償需求，在有源濾波器工作在單獨補償諧波和無(wú)功電流以及二者同時(shí)補償條件下，提出了不同的補償策略。該策略通過(guò)比較計算，說(shuō)明具有較好的優(yōu)勢，不但能夠滿(mǎn)足不同工況的需求，也提高了有源濾波器的補償效益。該策略在實(shí)際200kVA有源濾波器裝置上運行效果良好，同時(shí)也為其它類(lèi)型的有源濾波器補償策略提供一定的參考價(jià)值。

作者簡(jiǎn)介

郭鑫(1981)， 男， 博士研究生，主要研究方向為電力電子技術(shù)、檢測技術(shù)與自動(dòng)化裝置。

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附注

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