一括補償型アクティブフィルタの高調波補償性能の向上と自律分散制御の提案

集中补偿有源滤波器谐波补偿性能的提高及自主分散控制的提出

• 批准号: 00J00053
• 负责人: 浜崎 真一
• 金额: $ 1.92万
• 依托单位: Yokohama National University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2000
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2000 至 2002
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-00J00053/
• 关键词: 高調波; アクティブフィルタ; 一括補償; LCフィルタ; 反共振; 高調波拡大現象; 外乱オブザーバ

電源側電流検出のアクティブフィルタにより高調波補償を行う場合において,特に問題となるのは高調波除去用のLCフィルタが並列接続された時に発生する反共振現象である。電源電流検出方式で多く利用される比例制御によりアクティブフィルタを動作させた場合に,アクティブフィルタの動作によりアクティブフィルタ・LCフィルタ及び系統間に反共振が発生する。この反共振問題は,高調波拡大現象と呼ばれる,高調波が系統上でアクティブフィルタ設置以前より増加してしまう現象の一因となる。本研究では,電源側電流検出形アクティブフィルタとLCフィルタ並列接続時の反共振現象による高調波拡大現象について理論解析を行い,比例制御では反共振周波数が変化し,その周波数において高調波が増大する可能性があることを明らかにした。さらに,その問題を解決する一方式として外乱オブザーバを用いたアクティブフィルタの制御方式について研究を行った。外乱オブザーバによる制御は,高調波発生源の電流を推定し,補償するように制御する方式で,個別負荷電流検出方式と等価な動作をするため,反共振の影響を受けず良好に高調波補償を行うことができ,その結果,電源電流検出形アクティブフィルタによって発生する反共振による高調波拡大を抑制でき,かつ,他の高調波成分に対しても大きな補償効果を持つ。本研究では外乱オブザーバを適用したアクティブフィルタの制御方式についての理論と,その効果について検証し,提案する制御により,反共振による高調波拡大現象を抑制し,高調波補償性能が向上することをシミュレーションと三相の系統モデルによる実験の両面から確認し,その有効性を明らかにした。さらに外乱オブザーバのノミナル値の誤差によるロバスト性について検討し,ノミナル値の共振周波数に関わるパラメータの誤差によっては不安定になることを確認した。この問題を回避する対策として外乱オブザーバに改良を加え,それにより外乱オブザーバのロバスト安定性及び,高調波補償性能がさらに向上することを明らかにした。これらの結果により,提案するアクティブフィルタが自律分散的に安定動作し,かつ高い補償性能が得られることが確認された。

Power supply side current 検 out の ア ク テ ィ ブ フ ィ ル タ に よ り high-profile wave compensation line を う occasions に お い て, trevor に problem と な る の は high-profile wave removing with の LC フ ィ ル タ が parallel connect 続 さ れ た when に 発 raw す る anti resonance phenomenon で あ る. Power supply current 検 out way more than で く USES さ れ る based royal に よ り ア ク テ ィ ブ フ ィ ル タ を action さ せ に た situations, ア ク テ ィ ブ フ ィ ル タ の action に よ り ア ク テ ィ ブ フ ィ ル タ, LC フ ィ ル タ and び system between に antiresonance が 発 raw す る. は こ の antiresonance problem, sharp wave company, big phenomenon と shout ば れ る, high-profile wave が system で ア ク テ ィ ブ フ ィ ル タ set before よ り raised plus し て し ま の う phenomenon due to と な る. This study で は, the power supply side current 検 out form ア ク テ ィ ブ フ ィ ル タ と LC フ ィ ル タ parallel connect 続 の anti resonance phenomenon に よ る sharp wave company, big phenomenon に つ い line analytical を い て theory, author royal で は antiresonance frequency count が - し, そ の cycle for に お い て sharp wave が raised big す る possibility が あ る こ と を Ming ら か に し た. さ ら に, そ の を solve す る way と し て outside disorderly オ ブ ザ ー バ を with い た ア ク テ ィ ブ フ ィ ル タ の way suppression に つ い を line っ て research た. Outside disorderly オ ブ ザ ー バ に よ る royal は, high-profile wave 発 students の current presumption を し, compensation す る よ う に suppression す で る way, individual load current 検 out way と 価 な action を す る た め, antiresonance の を by け ず good に high-profile wave compensation line を う こ と が で き, そ の as a result, the power supply current 検 out form ア ク テ ィ ブ フ ィ ル タ に よ っ て 発 す る antiresonance に よ る sharp wave company, big を inhibit で き, か つ, he の high-profile wave component に し seaborne て も big き な compensation unseen fruit を つ. This study で は outside disorderly オ ブ ザ ー バ を applicable し た ア ク テ ィ ブ フ ィ ル タ の way suppression に つ い て と の theory, そ の unseen fruit に つ い て 検 し, proposal す る suppression に よ り, antiresonance に よ る を inhibit し sharp wave company, big phenomenon, a high-profile wave compensation performance が upward す る こ と を シ ミ ュ レ ー シ ョ ン と の three-phase system モ デ ル に よ る be 験 の struck Youdaoplaceholder3 ら confirms that た,そ ら has the effect of を indicating ら, に, に and た. さ ら に outside disorderly オ ブ ザ ー バ の ノ ミ ナ ル numerical error に の よ る ロ バ ス ト sex に つ い て 検 for し, ノ ミ ナ ル numerical の resonance frequency count に masato わ る パ ラ メ ー タ の error に よ っ て は unrest に な る こ と を confirm し た. こ の problem を avoid す る policy と seaborne し て outside disorderly オ ブ ザ ー バ に improved を え, そ れ に よ り outside disorderly オ ブ ザ ー バ の ロ バ ス ト stability and び, high-profile wave compensation performance が さ ら に upward す る こ と を Ming ら か に し た. こ れ ら の results に よ り, proposal す る ア ク テ ィ ブ フ ィ ル タ が dispersed し に stable movement, self-discipline か つ high い compensation performance が ら れ る こ と が confirm さ れ た.

项目成果

S.Hamasaki, M.Cao, A.Kawamura: "Experimental Verification of Disturbance Observer based Line Current Detection type Active Filter for Load Resonance Suppression"IEEE Transactions on Industrial Electronics. (掲載予定).

S.Hamasaki、M.Cao、A.Kawamura：“用于负载谐振抑制的基于线电流检测型有源滤波器的干扰观察器的实验验证”IEEE 工业电子学报（即将出版）。

S.Hamasaki, A.Kawamura: "Improvement of Current Regulation of Line Current Detection type Active Filter based on Deadbeat Control"IEEE Transactions on Industry Applications. (掲載予定).

S.Hamasaki、A.Kawamura：“基于无差拍控制的线路电流检测型有源滤波器的电流调节的改进”IEEE 工业应用汇刊（即将出版）。

浜崎真一, 河村篤男: "デッドビート制御によるアクティブフィルタの高性能電流制御"電気学会論文誌D. 122・8. 781-789 (2002)

Shinichi Hamasaki、Atsuo Kawamura：“使用无差拍控制的有源滤波器的高性能电流控制”IEEJ Transactions D. 781-789 (2002)。

浜崎真一, 河村篤男: "一括補償型アクティブフィルタの反共振現象の解析とその抑制手法"電気学会論文誌D. (掲載予定).

Shinichi Hamasaki、Atsuo Kawamura：“集体补偿有源滤波器中的反谐振现象及其抑制方法的分析”IEEJ Transactions D.（待出版）。