Precyzyjna kompensacja zniekształceń harmonicznych prądu przez równoległy filtr aktywny

W artykule zaprezentowano cztery źródła niedokładnej kompensacji harmonicznych prądu przez filtr aktywny. Są nimi: niedokładna synchronizacja z napięciem sieci zasilającej, opóźnienia wprowadzane w układzie sterującym, fluktuacje napięcia w obwodzie pośredniczącym oraz zniekształcenia napięć generowanych przez przekształtnik energoelektroniczny spowodowane głównie czasem martwym. W artykule przedstawiono wpływ zaproponowanych udoskonaleń algorytmu sterowania równoległym filtrem aktywnym na ograniczanie zniekształceń prądów sieciowych. Wszechstronne podejście do algorytmu sterowania równoległym filtrem aktywnym pozwoliło uzyskać unikalnie niską zawartość zniekształceń harmonicznych prądów pobieranych z sieci elektroenergetycznej.

This paper addresses the main sources of grid current distortion in shunt active power filter applications and proposes efficient solutions to selected problems. This sources are: imperfect grid synchronization caused by the distortion in the grid voltages, time delays in the evaluation of grid voltages and computation of compensating currents, fluctuations of the dc bus voltage, and the distortion of inverter output voltages due to dead-time effects and related factors. The focus of the paper is on the assessment of the significance of the proposed improvements in the control algorithm for the reduction of harmonic distortion of grid currents. Experimental results show that in the investigated control system the most important algorithms are those concerning dead time compensation, load current prediction, suppression of dc voltage related distortions in reference currents and synchronization with the grid voltage. On the other hand less important variants are with a secondorder Butterworth filter instead of the moving average and predictive current controller without voltage prediction. Comprehensive approach to the compensation of grid current distortion in shunt active power filter systems allowed to obtain an exceptionally low THD (0,23 % for high currents).