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延時對有源濾波器補(bǔ)償性能的影響分析
在一定的假設(shè)條件下，電網(wǎng)含有單次或多次諧波時，延時對有源濾波器補(bǔ)償性能的影響。當(dāng)其中的某些假設(shè)條件不成立時，如電網(wǎng)電壓發(fā)生了畸變，考慮系統(tǒng)阻抗不為零的情況，理論分析延時對有源電力濾波器補(bǔ)償性能的影響將變得極其復(fù)雜，很難用簡單明了的數(shù)學(xué)表達(dá)式來說明。但是，上述在假設(shè)條件下的理論分析結(jié)果具有一定的指導(dǎo)性，可以以它作為理論依托，來分析復(fù)雜電網(wǎng)情況下延時對有源濾波器補(bǔ)償性能的影響。
前述的分析討論均是在假設(shè)系統(tǒng)處于穩(wěn)態(tài)運(yùn)行狀態(tài)的條件下進(jìn)行的，即電網(wǎng)和負(fù)載沒有發(fā)生動態(tài)變化的情況。當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生動態(tài)變化時，延時對有源電力濾波器補(bǔ)償性能的影響將更加嚴(yán)重。
系統(tǒng)發(fā)生動態(tài)變化的情況，可分為三種：
（1）系統(tǒng)從一種穩(wěn)態(tài)突變到另一種穩(wěn)態(tài)的情況，如負(fù)載電流有效值從50A突然變化到100A，負(fù)載突然通電或斷電等。
（2）系統(tǒng)的變化很緩慢，如負(fù)載電流有效值從50A緩慢變化到100A的情況（變化過程不小于一個電網(wǎng)周期），或電網(wǎng)頻率存在脈動的情況（如飛機(jī)電源系統(tǒng)）等。
（3）系統(tǒng)在某種穩(wěn)態(tài)過程中發(fā)生了突變，但持續(xù)時間很短，突變消失后，系統(tǒng)又重新回到原來的穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)，如負(fù)載突然斷電又通電的情況。
對于第三種情況，往往是不可預(yù)測的，而且由于持續(xù)時間很短（在微秒級），其影響不大，設(shè)計(jì)有源濾波器時，可不包括在考慮范圍內(nèi)。對于前兩種情況，有源電力濾波器的補(bǔ)償性能主要決定于其動態(tài)跟蹤能力，當(dāng)有源電力濾波器能快速地跟蹤系統(tǒng)的動態(tài)變化時，其補(bǔ)償性能也越好。然而延時是制約其動態(tài)跟蹤能力的主要因素之一，延時越大，其動態(tài)跟蹤能力越差，相應(yīng)地其動態(tài)補(bǔ)償性能就越差。
提高系統(tǒng)的采樣頻率，縮短控制信號的更新周期，可以有效地減小離散控制系統(tǒng)的控制誤差，但是，由于數(shù)字化控制器進(jìn)行信號處理需要一定的時間周期，不可能任意地提高采樣頻率，而且提高采樣頻率的代價(jià)是增加微處理器的計(jì)算任務(wù)，進(jìn)一步延長控制器信號處理所需時間，并將占用微處理器更多的存儲空間。因此，提高系統(tǒng)的采樣頻率并不是一個根本的解決辦法。
解決數(shù)字化控制器的延時有兩種措施，一是采用快速微處理器，二是采用信號預(yù)測方法。第一種方法只能緩解數(shù)字化控制器引起的延時，并不能有效地減小延時對有源電力濾波器補(bǔ)償性能的影響，因此不是理想的解決措施。信號預(yù)測方法是從信息處理方面解決延時問題，它有較強(qiáng)的處理復(fù)雜的非線性、時變性和不確定性工業(yè)過程控制的能力，可完全由軟件實(shí)現(xiàn)，不需增加任何硬件，因而是一種較經(jīng)濟(jì)的解決措施。但是，采用信號預(yù)測方法的前提是信號具有可預(yù)測性。對于大多數(shù)負(fù)載（如整流器、電機(jī)、計(jì)算機(jī)等電氣設(shè)備），電流變化緩慢（相對于電網(wǎng)基波周期），并呈現(xiàn)出周期性，從本工頻周期的電流波形大致可以預(yù)測下一工頻周期的電流波形，從當(dāng)前采樣周期的電流數(shù)據(jù)可以預(yù)測下一個采樣點(diǎn)的電流數(shù)據(jù)，此類負(fù)載稱為可預(yù)測性負(fù)載，可采用信號預(yù)測法估計(jì)將來時刻的電流數(shù)據(jù)，即使這類負(fù)載發(fā)生瞬態(tài)變化，只要瞬態(tài)變化的持續(xù)時間足夠短（相對于電網(wǎng)基波周期來說），且兩個瞬態(tài)變化之間的時間間隔足夠長，也認(rèn)為它是可預(yù)測的，否則認(rèn)為它是不可預(yù)測的。
不過，工業(yè)現(xiàn)場也存在這樣的負(fù)載，工作電流波形很雜亂，沒有任何規(guī)律性，從當(dāng)前周期的電流波形很難預(yù)測下一個周期的波形，從一個周期的歷史數(shù)據(jù)也很難預(yù)測下一個采樣時刻的數(shù)據(jù)，這類負(fù)載稱為不可預(yù)測性負(fù)載，包括電弧爐、電焊等。
考慮到大多數(shù)電力負(fù)荷屬于可預(yù)測性負(fù)荷，而且，電力系統(tǒng)主要的諧波污染源——各種變流裝置也屬于可預(yù)測性負(fù)載，因此，可選擇使用信號預(yù)測方法來研究解決諧波或無功補(bǔ)償裝置數(shù)字化控制器延時的問題。
| 【上一個】 我國目前解決諧波污染問題是重要目標(biāo) | 【下一個】 電能質(zhì)量，不可忽視的諧波污染 |