İdeal olmayan şebeke gerilimi ve dengesiz yük şartlarında 3-fazlı 4-telli paralel aktif güç filtresi denetimi

Control of 3-phase 4-wire shunt active power filter under non-ideal mains voltage and unbalanced load conditions

Özet

Bu çalışmada, ideal olmayan şebeke gerilimi ve dengesiz yük koşullarında reaktif gücü kompanze etmek, harmonik akımları filtrelemek, nötr akımını yok etmek ve yük akımlarını dengelemek amacıyla 3-fazlı 4-telli Paralel Aktif Güç Filtresi (PAGF) için Anlık Güç Teorisi (AGT) tabanlı yeni bir denetim algoritması önerilmektedir. 3-fazlı 4-telli PAGF, histerezis-bant Darbe Genişlik Modülasyonlu (DGM) akım denetleyici, geleneksel 3-kollu Gerilim Kaynaklı Evirici (GKE) ve DA hattında seri bağlı iki kondansatörden oluşmaktadır. Önerilen AGT tabanlı denetim algoritmasının geçerliliğini göstermek için, ideal şebeke gerilimi, dengesiz şebeke gerilimi, dengeli-bozuk ve dengesiz-bozuk şebeke gerilimi olmak üzere dört uygulama örneğine ait Matlab/Simulink yazılımı ile elde edilen simülasyon sonuçları verilmekte ve geleneksel AGT ile karşılaştırılmaktadır. Önerilen AGT tabanlı denetim algoritması ile 3-fazlı 4-telli PAGF’nin performansı, tüm ideal olmayan şebeke gerilimi koşullarında reaktif güç kompanzasyonu, harmonik akımların filtrelenmesi, yük akımlarının dengelemesi ve nötr akımı yok edimi fonksiyonları için oldukça etkili ve yeterli bulunmaktadır.

Abstract

In this study, Instantaneous Power Theory (IPT) based a new control algorithm is proposed for 3-phase 4-wire Shunt Active Power Filter (SAPF) to compensate reactive power, to filter harmonic currents, to eliminate neutral current and to balance load currents under non-ideal mains voltage and unbalanced load conditions. 3-phase 4-wire SAPF is composed from hysteresis-band PWM current controller, conventional 3-leg voltage source inverter and two series capacitor that are connected on DC bus. In order to show validity of the proposed IPT based control algorithm, four application example including ideal mains voltage, unbalanced mains voltage, balanced-distorted and unbalanced-distorted mains voltage simulation results, obtained with Matlab/Simulink software are presented and compared with conventional IPT. The performance of the 3-phase 4-wire SAPF with the proposed IPT based control algorithm is found considerably effective and adequate for reactive power compensation, harmonic currents filtration, load currents balancing and neutral current elimination under all nonideal mains voltage conditions.