This paper proposes an advanced control strategy to enhance performance of shunt active power filter (APF). The proposed control scheme requires only two current sensors at the supply side and does not need a harmonic detector. In order to make the supply currents sinusoidal, an effective harmonic compensation method is developed with the aid of a conventional proportional-integral (PI) and vector PI controllers. The absence of the harmonic detector not only simplifies the control scheme but also significantly improves the accuracy of the APF, since the control performance is no longer affected by the performance of the harmonic tracking process. Furthermore, the total cost to implement the proposed APF becomes lower, owing to the minimized current sensors and the use of a four-switch three-phase inverter. Despite the simplified hardware, the performance of the APF is improved significantly compared to the traditional control scheme, thanks to the effectiveness of the proposed compensation scheme. The proposed control scheme is theoretically analyzed, and a 1.5-kVA APF is built in the laboratory to validate the feasibility of the proposed control strategy

چکیده

این مقاله یک استراتژی کنترلی پیشرفته برای بهبود عملکرد فیلتر قدرت اکتیو شنت (APF) پیشنهاد می دهد. الگوی کنترل پیشنهادی تنها به دو سنسور جریان در سمت تغذیه نیاز داشته و به آشکارساز هارمونیک نیازی ندارد. به منظور ایجاد جریان های سینوسی در سمت تغذیه، یک روش مؤثر برای جبران سازی هارمونیک با استفاده از کنترلرهای PI برداری و کنترلر انتگرالی- تناسبی متداول (PI) به کار رفته است. عدم وجود آشکارساز هارمونیک علاوه بر اینکه سبب ساده سازی الگوی کنترلی می گردد، بلکه به طرز قابل توجهی سبب بهبود دقت APF نیز می گردد، به این دلیل که عملکرد کنترلی بیش از این تحت تأثیر عملکرد پروسه ردیابی هارمونیک قرار نخواهد گرفت. علاوه بر این، هزینه کل برای پیاده سازی  APFپیشنهادی نیز کمتر خواهد شد که دلیل آن، به حداقل رسیدن سنسورهای جریان و استفاده از اینورتر سه فاز با چهار سوئیچ است. با وجود ساده سازی سخت افزاری سیستم، عملکرد APF در مقایسه با الگوهای کنترلی متداول و قدیمی به طرز قابل توجهی بهبود یافته است که این مسئله به واسطه تأثیر الگوی جبران سازی پیشنهادی حاصل شده است. الگوی کنترلی پیشنهادی از نظر تئوری مورد تحلیل قرار گرفته و یک APF با 1.5 kVA توان در آزمایشگاه ساخته شده است تا قابلیت استراتژی کنترلی پیشنهادی را تأیید نماید.

1-مقدمه

افزایش روزافزون استفاده از بارهای غیرخطی نظیر درایوهای سرعت قابل تنظیم، دستگاه های جوش قوس الکتریکی و منابع تغذیه سوئیچینگ سبب بیشتر شدن میزان جریان های هارمونیکی تزریقی به سیستم های توزیع شده است. این جریان های هارمونیکی دلیلی اصلی ایجاد تداخل ولتاژ، افزایش تلفات توان و افزایش تلفات حرارتی در شبکه ها و ترانسفورماتورها می باشد، و سبب خرابی های حین کار در تجهیزات الکترونیکی می گردد...