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间谐波环境下并联有源电力滤波器系统设计

2015-11-13 15:14来源:电工技术学报关键词:谐波有源滤波器简谐波收藏点赞

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比较式( 10)~式( 12),可以看出,引入 PI控制和 EID 控制后,通过调节 PI 与 EID 控制传递函数,可以使得系统灵敏度函数减小。

图 4 为根据式( 10)~式( 12),针对 SAPF控制系统设计重复控制、重复和 PI 复合控制,以及加入 EID 控制的三个控制系统灵敏度函数比较。可以看出重复控制在基波即 50Hz 倍频处,灵敏度函数处于低点,而在基波倍频之间的非周期位置,灵敏度函数处于高点。所以,重复控制对于基波及倍频信号有很好的跟踪或抑制作用,而对于非周期信号,以 SAPF 来说,主要是指间谐波及非周期干扰,控制性能则会恶化。

从图 4 还可以看出,加入 PI、 EID 控制后,灵敏度函数低频段整体下拉,显示控制系统对于基波倍频信号以及非周期干扰信号的控制性能提升,符合式( 9)体现的控制规律。同时,根据前述 Bode积分定理以及图 4 所示, EID 的引入恶化了系统部分高频段的控制性能。 SAPF 的作用主要在于抑制电网当中低频特征次谐波含量,虽然 EID 控制的引入使得系统对于部分高频信号控制性能变差,但并不会对 SAPF 在实际应用时的性能造成影响。

3.3 控制系统稳定性分析

系统稳定性是控制系统设计时的最基本要求。

只有在控制系统稳定的前提下,才能进一步进行系统设计,考虑系统其他性能指标的要求。

对于图 3a 所示控制系统,可以看成重复和 PI的复合控制系统与 EID 系统两个子系统串联而成。整个控制系统的稳定性,可以看成是两个子系统同时稳定,由于复合重复控制系统与 EID 控制系统中的控制参数选取没有重合项,两个子系统可以单独设计。对于图 3b 所示复合重复控制系统,令 PI 控制器传递函数为 GPI(z),直接给出其特征方程为

复合重复控制系统特征方程包含两个部分,不难看出 1+GPI(z)P(z) 为 PI 单独控制时的特征方程,后一部分为加入重复控制后的特征方程。所以,复合重复控制系统的稳定, 是在单独使用 PI 控制系统稳定前提下, 要求经 PI 控制后的系统在重复控制下也是稳定的。

为了分析控制系统稳定性,令图 3a 系统中输入信号及干扰为零,以干扰估计器中低通滤波器 F(z) 输入输出作为系统输入输出,可以将图 3c 所示 EID 控制系统等效为图 5 所示系统,图中虚线框部分 G(z)为

原标题:间谐波环境下并联有源电力滤波器系统设计
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