有源濾波器安裝優(yōu)化配置及輸出濾波器參數(shù)優(yōu)化研究.pdf

1、現(xiàn)代電網(wǎng)中諧波污染已經(jīng)越來越嚴重的影響著電網(wǎng)的電能質(zhì)量。造成其諧波污染的主要原因有非線性負載、電力電子設(shè)備的應(yīng)用及變壓器等設(shè)備過電壓而造成的飽和失真。有源電力濾波器（Active Power Filter, APF）作為新型實用型電力電子裝置既可以對諧波進行治理，也可以進行無功功率補償。目下，研究APF安裝位置的文獻相對比較少，并且大都集中在安裝在某一條母線上時對系統(tǒng)諧波的治理效果，而沒有研究其安裝位置優(yōu)化配置問題。在實際應(yīng)用時，APF

2、因其中的高頻開關(guān)帶來新的諧波污染，必須采用輸出濾波器進行治理。而該濾波器的參數(shù)在確定時一般靠經(jīng)驗值進行估計，反推校驗如果不合理還需要進行調(diào)整其值直到合理為止。當電網(wǎng)的阻抗因其運行方式變化時LCL型輸出濾波器性能依然上佳，故而往往采用其為APF高頻次諧波治理的首選。但是對輸出濾波器的研究往往都集中在濾波器參數(shù)對輸出性能的影響這方面，而忽略了阻尼帶來的損耗問題。即便有少量研究其損耗的文獻，也都是只考慮其在達到基本濾波要求的基礎(chǔ)上使阻尼損耗最

3、小。針對這些內(nèi)容，本文主要對以下內(nèi)容進行研究:
　　第一、本文首先對APF的研究主要集中在其基本濾波工作原理，詳細介紹了如何進行濾波、無功補償及其控制實現(xiàn)方法。然后依據(jù)其基本原理和控制方法設(shè)計APF，結(jié)合具體的帶非線性負載的系統(tǒng)驗證了所設(shè)計的APF的有效性。
　　第二、建立了一種實現(xiàn)配網(wǎng)中APF安裝位置最優(yōu)配置的模型。通過對APF安裝位置進行優(yōu)化配置，可以使其向系統(tǒng)注入最小的諧波電流就能獲得最佳電能質(zhì)量。因此尋求APF在諧波

4、污染嚴重的系統(tǒng)中的最佳安裝位置就是取得最優(yōu)濾波效果的關(guān)鍵因素。在含有大量諧波源的配網(wǎng)中安裝APF時需對系統(tǒng)的母線轉(zhuǎn)移矩陣進行計算，然后分析在不同頻率下各母線處的響應(yīng)特性。優(yōu)先考慮響應(yīng)明顯的母線并結(jié)合就近補償?shù)脑瓌t確定待安裝APF的備選母線庫。根據(jù)配網(wǎng)對各母線電壓諧波含量的要求，和用最少的APF安裝數(shù)量實現(xiàn)治理諧波含量要求的目標，提出全局優(yōu)化的多目標函數(shù)模型。最后根據(jù)改進遺傳算法得到優(yōu)化結(jié)果確定最優(yōu)安裝位置和數(shù)量，既能滿足濾波要求又能節(jié)約

5、并聯(lián)型有源濾波器。
　　第三、提出了一種基于改進遺傳算法NSGA-Ⅱ?qū)崿F(xiàn)兼顧阻尼損耗和輸出效果的LCL濾波器最優(yōu)參數(shù)的設(shè)計方法。不合理的濾波器參數(shù)不僅會讓其濾波效果比較差，也會拉低濾波系統(tǒng)效率值，因此關(guān)于LCL濾波器地設(shè)計需綜合考慮濾波性能及系統(tǒng)效率，即濾波器參數(shù)和系統(tǒng)損耗，使濾波器得到最佳輸出效果的同時效率也最高。依據(jù)以上分析，首先設(shè)計LCL濾波器等效電路模型，根據(jù)此模型詳細分析其帶負載能力，為增強其帶負載能力必須設(shè)置阻尼。然后