目前解決電網(wǎng)污染的途徑主要有兩種：
(1)對電網(wǎng)來說,采用在電力系統(tǒng)中加入補(bǔ)償器來補(bǔ)償電網(wǎng)中的諧波。可以采用有源濾波器(APF),但是其成本比較高,控制過程復(fù)雜。近年來,靜止無功補(bǔ)償(SVC)已應(yīng)用于負(fù)載無功補(bǔ)償,但在補(bǔ)償無功的同時(shí),卻不能抑制諧波,甚至因晶閘管相控工作方式而成為新的諧波源。
(2)設(shè)計(jì)輸入電流和電壓同相、諧波含量低、功率電感因數(shù)高的整流器。
前者是產(chǎn)生諧波后進(jìn)行補(bǔ)償,而后者是消除了諧波源,是解決諧波問題的根本措施。把逆變電路中的PWM技術(shù)應(yīng)用于由MOSFET、IGBT等全控器件組成的整流電路,工作時(shí)可以使網(wǎng)側(cè)電流正弦化,獲得單位功率因數(shù),甚至能量可以雙向流動(dòng),真正實(shí)現(xiàn)綠色電能轉(zhuǎn)換,這種整流器稱為PWM整流器,又稱為單位功率因數(shù)變流器。
1、PWM整流器拓?fù)?/p>
就PWM整流器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)而言,按直流儲(chǔ)能形式可分為電壓型和電流型;按電網(wǎng)相數(shù)可分為單相電路、三相電路和多相電路;PWM開關(guān)調(diào)制可分為硬開關(guān)調(diào)制和軟開關(guān)調(diào)制;按橋路結(jié)構(gòu)可分為半橋電路和全橋電路;按調(diào)制電平可分為二電平電路、三電平電路和多電平電路;但是基本的是按直流儲(chǔ)能形式分為電流型和電壓型兩大類。電壓型PWM整流器(VSR)的顯著拓?fù)涮匦跃褪侵绷鱾?cè)采用電容進(jìn)行直流儲(chǔ)能,從而使VSR直流側(cè)呈低阻抗的電壓源特性,拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)主要有以下幾種:單相半橋、全橋VSR拓?fù)浣Y(jié)構(gòu);三相半橋、全橋VSR拓?fù)浣Y(jié)構(gòu);三電平VSR拓?fù)浣Y(jié)構(gòu);基于軟開關(guān)調(diào)制的VSR拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。電流型PWM整流器(CSR)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的顯著特性就是直流側(cè)采用電感進(jìn)行直流儲(chǔ)能,從而使CSR直流側(cè)呈高阻抗的電流源特性,常采用的CSR拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)有單相、三相兩種。而對于不同功率等級(jí)以及不同的用途,可以研究各種不同的PWM整流器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。在小功率應(yīng)用場合,PWM整流器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的研究主要集中在減小功率開關(guān)和改進(jìn)直流輸出性能上。在大功率應(yīng)用場合,其拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的研究主要集中在多電平拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、變流器組合以及軟開關(guān)技術(shù)上。
2、PWM整流器控制技術(shù)
控制技術(shù)是決定PWM整流器發(fā)展的關(guān)鍵因素,PWM整流控制對象是輸入電流和輸出電壓,其中輸入電流控制是整流器控制的關(guān)鍵。這是由于應(yīng)用PWM整流器的目的是使輸入電流正弦化,在單位功率因數(shù)下運(yùn)行。對輸入電流有效控制實(shí)質(zhì)就是對電力電子變換器的能量流動(dòng)進(jìn)行控制,進(jìn)而控制輸出電壓;相反,控制變換器有功功率和無功功率流動(dòng),可以控制輸出直流電壓和輸入電流,使系統(tǒng)處于單位功率因數(shù)運(yùn)行狀態(tài)。目前電壓型PWM整流器網(wǎng)側(cè)電流控制策略主要分成兩類:一類是“間接電流控制”策略;另一類就是目前占主導(dǎo)地位的“直接電流控制”策略�！伴g接電流控制”實(shí)際上就是所謂的“幅相”電流控制,即通過控制電壓型PWM整流器的交流側(cè)電壓基波幅值和相位,進(jìn)而間接控制其網(wǎng)側(cè)電流。由于“間接電流控制”其網(wǎng)側(cè)電流的動(dòng)態(tài)響應(yīng)慢,并且對系統(tǒng)參數(shù)變化靈敏,因此這種控制策略已逐步被“直接電流控制”策略所取代。直接電流控制的主要特點(diǎn)在于引入了電流環(huán),使系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能明顯改善。電壓外環(huán)輸出作為電流指令,電流內(nèi)環(huán)則控制輸入電流,使之快速跟蹤電流指令,其動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度快、限流容易、控制精度高。
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