طراحی و کنترل یک فیلتر فعال ترکیبی جدید مبتنی بر تفکیک هارمونیکی جریان بار با هدف کمینه‌سازی مقدار ولتاژ لینک DC در مبدل منبع ولتاژ

Abstract

این مقاله یک فیلتر ترکیبی جدید شامل فیلتر فعال مبتنی بر مبدل منبع ولتاژ و فیلتر پسیو (LC) کنترل‌شده با تایریستور (TCLC-HAPF) را برای کاهش هارمونیک و جبران توان راکتیو پیشنهاد می‌کند. این ساختار جدید بر اساس ایده جداسازی مؤلفه‌های فرکانس بالا و پایین جریان بار می‌تواند معایب هر دو نوع فیلتر را تعدیل کند. مؤلفه‌های فرکانس پایین جریان بار به فیلتر فعال و مؤلفه‌های فرکانس بالا به، فیلتر پسیو کنترل‌پذیر با تایریستور (TCLC) اعمال می‌شود. برای کاهش تلفات و هزینه مبدل منبع ولتاژ در این طراحی از ایده کمینه‌سازی مقدار ولتاژ DC نیز بهره گرفته شده است. ایده کمینه‌سازی بر مبنای محاسبه ولتاژ DC مبدل منبع ولتاژ در دو فرکانس اصلی و هارمونیکی بوده، که این روش حجم محاسبات ریاضی را نسبت به سایر روش‌های مرسوم کاهش می‌دهد. جبران کننده پیشنهادی نه تنها قادر است THD جریان شبکه را در بدترین حالت کاری بار در 8/4% حفظ کند که در محدوده مجاز تعیین شده در استاندارد IEEE519-2014 قرار دارد بلکه ضریب قدرت شبکه تحت هر زاویه آتش تایریستور بیشتر از 9/0 حفظ می­شود. همچنین با کارکرد فیلتر ترکیبی پیشنهادی در کمترین سطح ولتاژ DC تلفات حاصل از کلیدزنی فیلتر اکتیو نیز کاهش داده می­شود.به منظور تأیید صحت عملکرد فیلتر پیشنهادی بخشی از یک شبکه قدرت نمونه با بار غیر خطی به کمک نرم افزار PSCAD/EMTDC مورد مطالعه قرار گرفته است.