《高可靠性級聯式有源電力濾波器控制的研究》是依託中國科學院電工研究所，由陳峻岭擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：高可靠性級聯式有源電力濾波器控制的研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：陳峻岭
- 依託單位：中國科學院電工研究所
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
本項目以電力和冶金等行業輸配電系統電力電子節能和電能質量控制需求為背景，研究適用於中壓大容量諧波治理和無功功率補償的多級級聯式有源電力濾波器（Active Power Filter，APF）高可靠性控制的基礎理論和關鍵技術。擬通過理論分析、計算仿真以及實驗驗證等一系列工作，系統地研究多級級聯式APF懸浮電容電壓不均衡機理和規律，建立合理的數學模型，進而提出包含大的電網電壓不對稱和大的負載電流不平衡下懸浮電容電壓均衡控制統一解決方案；對於輸出主要為諧波電流的級聯式APF，通過對特徵信號的提取，建立故障診斷專家系統，對故障信號進行分類與定位，實現功率器件故障的實時檢測和容錯控制；研究低頻共模電壓形成機理及其抑制方法，利用功率平衡補償的原理消除或減弱低頻共模電壓帶來的不利影響。本項目研究內容具有大的原始創新，將拓寬級聯式APF安全、穩定、持續運行區域和提高系統裝備可靠性，為其工業套用打好基礎。
結題摘要
本項目以電力和冶金等行業輸配電系統電力電子節能和電能質量控制需求為背景，通過理論分析、計算仿真以及實驗驗證等一系列工作，研究適用於中壓大容量諧波治理和無功功率補償的多級級聯式有源電力濾波器（Active Power Filter，APF）高可靠性控制的基礎理論和關鍵技術，得到如下研究結論和結果：（1）對諧波、變換器損耗差異（包括功率器件通態和斷態損耗、開關損耗、吸收迴路損耗以及電容器自身損耗等）、電容器容量大小差異以及脈衝延時等因素影響多級級聯式APF懸浮電容電壓不均衡的機理進行分析，系統地研究多級級聯式APF懸浮電容電壓不均衡機理和規律。（2）通過對級聯式APF懸浮電容電壓不均衡機理的分析，提出了級聯式APF懸浮電容電壓均衡控制統一解決方案，通過控制流過H橋單元電容上電流的大小、方向和作用時間，在不增加硬體成本條件下，使得電容電壓上不均衡的能量內部流動，來維持電容電壓均衡。（3）對級聯式APF開關管的開路和短路故障進行分析，通過對特徵信號的提取，對故障信號進行定位，實現功率器件故障的實時檢測和容錯控制。（4）研究了低頻共模電壓形成機理及其抑制方法，利用功率平衡補償的原理消除或減弱低頻共模電壓帶來的不利影響。（5）搭建了多級級聯式APF系統實驗裝置及其控制與故障診斷系統平台，並對所提出的控制方法和控制策略進行實驗驗證，實驗結果表明本項目所提出的控制策略和控制方法的正確性和有效性。通過本項目的研究，將拓寬級聯式APF安全、穩定、持續運行區域和提高系統裝備可靠性，為其工業套用打好基礎。
