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電流型有源濾波器指數趨近律滑模變結構控制

2021-04-09

隨著電力電子技術的發展,煤礦生產中具有非線性和沖擊性的負載越來越多,給供電系統帶來的諧波污染也越來越嚴重,而且煤礦生產設備需要大量的無功功率,使系統的功率因數下降[1-2].有源濾波器(APF)兼有無功補償和諧波濾波,進而抑制電壓波動和閃變的功能[3].大多數APF結構采用電壓型的逆變器,采取電流控制電壓的控制方式,該方法有兩個控制環,而且要求兩個控制環的響應速度必須很好地協調[4-5].由于APF的基本原理是通過控制逆變器的注入電流來實現系統功能,因此采用電流型逆變器具有較好的電流控制能力和更高的可靠性.但由于采用常規電感儲能時電流型逆變器直流側損耗較大,目前應用相對較少.隨著超導儲能(SMES)技術的日漸成熟,特別是常溫超導材料的不斷進步,使SMES在電氣領域具有更廣闊的應用前景.而且,SMES具有較高的轉換效率、動態響應快、調節性能好等優點,采用SMES線圈作為直流儲能元件,使電流控制型逆變裝置具有較強的吸引力[6-7].在系統控制方面,傳統控制策略是采用比例積分(PI)控制及三角波調制或定時比較等方式相結合的控制方式,顯著缺點是硬件系統較復雜且誤差大、響應速度慢,補償效果不理想.而且由于電力電子器件開關速度不變,相應補償誤差變化大[8].本文針對電流型APF,研究了一種指數趨近律滑模變結構控制策略,它具有響應速度快、穩定性能好和抑制外界的干擾等優點,系統控制效果良好.1電流型APF結構和原理電流型APF主電路見圖1.該裝置并聯電流型變流器,超導儲能線圈作為變流器直流側儲能元件,通過控制逆變器向公共連接點注入電流來實現無功補償、有源濾波、抑制三相負載不平衡等功能.

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