This paper proposes a combined system of a thyristor-controlled reactor (TCR) and a shunt hybrid power filter (SHPF) for harmonic and reactive power compensation. The SHPF is the combination of a small-rating active power filter (APF) and a fifth-harmonic-tuned LC passive filter. The tuned passive filter and the TCR form a shunt passive filter (SPF) to compensate reactive power. The small-rating APF is used to improve the filtering characteristics of SPF and to suppress the possibility of resonance between the SPF and line inductances. A proportional-integral controller was used, and a triggering alpha was extracted using a lookup table to control the TCR. A nonlinear control of APF was developed for current tracking and voltage regulation. The latter is based on a decoupled control strategy, which considers that the controlled system may be divided into an inner fast loop and an outer slow one. Thus, an exact linearization control was applied to the inner loop, and a nonlinear feedback control law was used for the outer voltage loop. Integral compensators were added in both current and voltage loops in order to eliminate the steady-state errors due to system parameter uncertainty. The simulation and experimental results are found to be quite satisfactory to mitigate harmonic distortions and reactive power compensation

چکیده

این مقاله یک سیستم مرکب از یک راکتور کنترل شده با تریستور (TCR) و یک فیلتر قدرت هیبریدی شنت (SHPF) برای جبران توان راکتیو و هارمونیک ارائه می دهد. SHPF ترکیبی از یک فیلتر قدرت فعال (APF) با توان نامی کوچک و یک فیلتر پسیو LC تنظیم شده برای هارمونیک های مرتبه پنجم است. فیلتر پسیو تنظیم شده و TCR تشکیل یک فیلتر پسیو شنت (SPF) برای جبرانسازی توان راکتیو می دهند. APF با توان نامی کوچک برای بهبود خاصیت فیلترینگ SPF و حذف امکان رزونانس بین SPF و اندوکتانس های خط، استفاده می شود. یک کنترل کننده انتگرالی-تناسبی استفاده شده است و یک تحریک کننده آلفا با استفاده از یک جدول مراجعه برای کنترل TCR، استخراج شده است. یک کنترل غیر خطی APF برای ردیابی جریان و تنظیم ولتاژ توسعه داده شده است. دومی بر اساس استراتژی کنترل دی کوپله است که در نظر می گیرد که سیستم کنترل شده ممکن است به یک حلقه سریع داخلی و یک حلقه کند خارجی تقسیم شود. بدین نحو یک کنترل خطی دقیق برای حلقه داخلی اعمال می شود و یک قانون کنترل فیدبک غیر خطی برای حلقه ولتاژ خارجی استفاده می شود. جبران سازهای انتگرالی بمنظور حذف خطای حالت پایدار بدلیل عدم قطعیت‌ پارامترهای سیستم به هر دو حلقه ولتاژ و جریان اضافه می شود. نتایج شبیه سازی و تجربی بدست آمده برای کاهش اعوجاج هارمونیکی و جبران توان راکتیو کاملا رضایت بخش بوده اند...

1-مقدمه

بارهای غیر خطی سبب جریان های هارمونیکی بسیار زیادی با ضریب توان (PF) ورودی ضعیف می شوند که این موضوع مشکلات جدی را برای سیستم منبع تغذیه ایجاد می کند. بصورت سنتی فیلترهای پسیو برای حذف هارمونیک های جریان شبکه تغذیه استفاده شده اند. با این وجود این تجهیزات از رزونانس رنج می برند. اخیرا فیلترهای سوئیچ شونده تریستوری (TSFها) که از چندین گروه از فیلترهای پسیو تشکیل شده اند، برای جبران توان راکتیو استفاده گردیده اند [1]. مقدار جبران TSFها می تواند با تغییر توان بار تنظیم شود...