基于有源电力滤波器的多功能电子负载设计

doi:10.16628/j.cnki.2095-8188.2022.04.007

电器与能效管理技术 ›› 2022, Vol. 0 ›› Issue (4): 41-46.doi: 10.16628/j.cnki.2095-8188.2022.04.007

基于有源电力滤波器的多功能电子负载设计

李新元¹, 高鹏¹, 于浩然¹, 申振东¹, 王佰超¹, 林焱²

1.许继电源有限公司, 河南许昌 461000
2.国网福建省电力有限公司电力科学研究院, 福建福州 350000

收稿日期:2022-01-12 出版日期:2022-04-30 发布日期:2022-06-06
作者简介:李新元(1987—),男,工程师,主要从事电力电子与电能质量控制研究|高鹏(1981—),男,工程师,主要从事电力电子与电能质量控制研究|于浩然(1988—),男,工程师,主要从事电力电子与电能质量控制研究
基金资助:
国家电网公司科技项目资助(5400-201921142A-0-0-00)

Design of Multifunctional Electronic Load Based on Active Power Filter

LI Xinyuan¹, GAO Peng¹, YU Haoran¹, SHEN Zhendong¹, WANG Baichao¹, LIN Yan²

1. XJ Power Co.,Ltd.,Xuchang 461000,China
2. State Grid Fujian Electric Power Research Institute,Fuzhou 350000,China

Received:2022-01-12 Online:2022-04-30 Published:2022-06-06

摘要/Abstract

摘要：

为了解决电能质量治理产品厂内调试和出厂检验的负载问题,提出了一种基于有源电力滤波器(APF)的多功能电子负载。负载由两台APF和一台变压器组成,两台APF采用不同的控制策略,通过监控切换装置的工作模式,能够产生有功、无功、谐波、间谐波及不平衡电流,实现灵活调节和控制。仿真和实验验证了装置的可行性和有效性。

关键词: 电能质量治理产品, 有源电力滤波器, 多功能电子负载, 控制策略

Abstract:

In order to solve the load problem of in-factory commissioning and factory inspection of power quality governance products,a multifunctional electronic load based on active power filter (APF) is proposed.The load consists of two APFs and a transformer.The two APFs adopt different control strategies.Switching the working mode of the device through monitoring,the active power,reactive power,harmonic,interharmonic and unbalanced currents are generated,and the flexible adjustment and control can be achieved.Simulation and experiment verify the feasibility and effectiveness of the device.

Key words: power quality governance products, active power filter, multifunctional electronic load, control strategy

中图分类号:

TM761

李新元, 高鹏, 于浩然, 申振东, 王佰超, 林焱. 基于有源电力滤波器的多功能电子负载设计[J]. 电器与能效管理技术, 2022, 0(4): 41-46.

LI Xinyuan, GAO Peng, YU Haoran, SHEN Zhendong, WANG Baichao, LIN Yan. Design of Multifunctional Electronic Load Based on Active Power Filter[J]. LOW VOLTAGE APPARATUS, 2022, 0(4): 41-46.

图/表 17

图1

图2

图3

图4

图5

图6

表1

表2

图7

图8

图9

图10

图11

图12

图13

图14

图15

参考文献 10

[1]	张小伟, 孙金国, 杜路路, 等. 智能配电台区控制器的研究与设计[J]. 电器与能效管理技术, 2017(5):29-35.
[2]	王耿耿, 孟高军, 孙玉坤, 等. 微电网并网环境下电能质量分析与研究综述[J]. 电器与能效管理技术, 2019(15):81-89.
[3]	甘子松. 3 kW馈能型电子负载的研制[D]. 南京: 东南大学, 2016.
[4]	吕东. 基于数字控制的馈能式直流电子负载设计[D]. 济南: 山东大学, 2014.
[5]	薛明, 王影纯. 大负载电源产品出厂前试验节能装置[J]. 电声技术, 1996(6):44-46.
[6]	TSAI M T, TSAI C. Energy recycling for electrical AC power source burn-in test[J]. IEEE Transaction on Industrail Electronics, 2000, 47(4):974-976.
[7]	BENJIANARASUT K, BENJANARASUT J, NEAMMANE B. Single phase AC electronic load with energy recovery:2017 International Electrical Engineering Congress (i EECON)[C]. 2017.
[8]	李芬. 单相背靠背绿色节能试验系统关键技术研究[D]. 武汉: 华中科技大学, 2010.
[9]	钟晓剑, 冯霞, 徐群伟, 等. 基于ABC坐标系的三相四线并联型APF控制策略[J]. 电器与能效管理技术, 2019(23):889-894.
[10]	李新元, 马骏, 高鹏, 等. 基于相序自适应的三相电能质量调节装置[J]. 电器与能效管理技术, 2021(3):61-67.

次数	b₁=b₂	a₁	a₂
1	0.007 999 6	1.999 826 1	0.999 9
1.5	0.029 995 5	1.999 524 8	0.999 9
2	0.007 997 9	1.999 168 6	0.999 8
2.5	0.007 996 7	1.998 693 6	0.999 7
3	0.009 994 5	1.998 179 8	0.999 6
3.5	0.008 793 8	1.997 627 2	0.999 6
4	0.012 765 7	1.989 601 0	0.999 7
4.5	0.015 934 0	1.983 876 0	0.999 6
5	0.010 490 2	1.996 876 3	0.999 4
7	0.000 795 9	1.969 050 0	0.999 9
9	0.000 793 0	1.948 976 0	0.999 9
11	0.001 184 7	1.923 979 0	0.999 9
13	0.003 929 0	1.894 122 0	0.999 9
15	0.000 078 1	1.859 480 0	0.999 9
17	0.000 077 6	1.820 141 3	0.999 9

电流	给定形式
有功	A_msin(ωt) B_msin(ωt-2/3π) C_msin(ωt+2/3π) A_m=B_m=C_m
不平衡	A_msin(ωt) B_msin(ωt-2/3π) C_msin(ωt+2/3π) A_m、B_m和C_m不全相等
感性无功	A_mcos(ωt) B_mcos(ωt-2/3π) C_mcos(ωt+2/3π) A_m、B_m和C_m为正数
容性无功	A_mcos(ωt) B_mcos(ωt-2/3π) C_mcos(ωt+2/3π) A_m、B_m和C_m为负数
谐波	A_msinkωt B_msink(ωt-2/3π) C_msink(ωt+2/3π) k>0且k为整数
间谐波	A_msinkωt B_msink(ωt-2/3π) C_msink(ωt+2/3π) k>0且k为非整数

[1]	王云会, 郑强仁, 郭淼, 肖焕春, 何厚道, 陈万喜. 分布式电源接入配电网的控制策略及消纳能力评估研究[J]. 电器与能效管理技术, 2022, 0(4): 83-87.
[2]	傅美平, 毛建容, 宋锐, 王光辉, 傅国斌. 大型新能源富集地区储能电站电压无功控制策略[J]. 电器与能效管理技术, 2022, 0(2): 88-94.
[3]	李红岩, 刘苗苗, 贾甜, 齐晓祥, 牛高远, 张臻. 基于蒙特卡洛算法的电动汽车有序充电控制策略研究[J]. 电器与能效管理技术, 2021, 0(5): 59-64.
[4]	曹新慧, 付林, 高玲玉, 开赛江, 李忠政, 袁铁江. 消弭新能源并网运行风险的储能控制策略[J]. 电器与能效管理技术, 2021, 0(5): 75-80.
[5]	李峰. 梯次利用电池储能系统架构及控制策略[J]. 电器与能效管理技术, 2021, 0(4): 81-84.
[6]	李新元, 马骏, 高鹏, 于浩然, 林焱, 吕海超, 申振东. 基于相序自适应的三相电能质量调节装置[J]. 电器与能效管理技术, 2021, 0(3): 61-67.
[7]	孙健, 周建华, 葛乐, 肖小龙, 苏伟. 基于虚拟直流电机的自储能背靠背VSC-MTDC 控制策略[J]. 电器与能效管理技术, 2021, 0(11): 50-57.
[8]	赵卫杰, 常文婧, 黄海宏. 三相四线制三电平APF死区影响及其抑制策略研究[J]. 电器与能效管理技术, 2021, 0(10): 65-72.
[9]	汪宇航, 王海欣, 黄海宏. 并联型有源滤波器直流侧电压脉动分析及电压环改进设计[J]. 电器与能效管理技术, 2020, 0(9): 57-62.
[10]	刘鑫, 牟龙华, 王俊凯. 下垂控制微电源的故障控制策略及等效模型^*[J]. 电器与能效管理技术, 2020, 0(8): 1-6.
[11]	王瑶, 赵泽昆, 王福忠. 基于云模型的自动电压控制策略优化研究^*[J]. 电器与能效管理技术, 2020, 0(8): 7-11.
[12]	蒋锐, 赵成, 杨为, 黄海宏. 有源电力滤波器并联方法研究^*[J]. 电器与能效管理技术, 2020, 0(4): 83-88.
[13]	丁红雨, 甄超, 张健, 黄海宏. APF中比例+重复控制优化方法的研究[J]. 电器与能效管理技术, 2020, 0(11): 77-84.
[14]	全慧, 杨水丽, 李相俊, 贾学翠, 马会萌. 改善配电网末端电压的分布式储能容量配置研究[J]. 电器与能效管理技术, 2020, 0(10): 64-70.
[15]	刘梦轩, 范栋琦, 金成. 基于模块化多电平变换器的混合型电力电子变压器及其控制策略的研究[J]. 电器与能效管理技术, 2020, 0(1): 64-70.

基于有源电力滤波器的多功能电子负载设计

Design of Multifunctional Electronic Load Based on Active Power Filter

RichHTML

PDF (PC)

可视化

摘要/Abstract

引用本文

使用本文

图/表 17

参考文献 10

相关文章 15

编辑推荐

Metrics

本文评价