روشهای مختلف استفاده از فیلتر اکتیو سری برای حذف هارمونیکهای شبکه

همزمان با پیدایش اولین یکسوکننده های قوس جیوه ای، بارهای غیرخطی متصل به شبکه افزایش یافت . اتصال بارهای غیرخطی به شبکه باعث اعوجاج ولتاژ شبکه و در نتیجه کاهش کیفیت شبکه قدرت می گردد. وجود هارمونیکهای ناخواسته در شبکه باعث مشکلاتی از قبیل تلفات خطوط انتقال، کاهش قدرت مفید قابل انتقال، اختلال در کارایی سیستمهای مخابراتی و ... می شود. با افزایش هارمونیکها در شبکه، استانداردهای مختلفی برای بهبود کیفیت شبکه قدرت معرفی گردید. در این استانداردها، محدودیتهایی بر تزریق هارمونیک توسط بارهای غیرخطی به شبکه اعمال شده است . مشکلات ذکر شده در بالا باعث گردید که از همان ابتدا روشهای مختلفی برای حذف هارمونیکها پیشنهاد شود. ابتدائی ترین و مرسوم ترین روش برای این منظور استفاده از فیلترهای پسیو lc می باشد. با پیشرفت تکنولوژی ساخت قطعات نیمه هادی قدرت ، فیلترهای اکتیو مورد توجه و استفاده قرار گرفتند. در این فیلترها با تزریق مناسب ولتاژˆ جریان، اثر بارهای غیرخطی کاهش داده می شود. در این پروژه پس از بررسی مقدماتی انواع ساختارهای مختلف فیلترهای اکتیو، یک نوع خاص از فیلتر اکتیو سری پیشنهاد و تجزیه وتحلیل شده است . فیلتر اکتیو سری بررسی شده بر مبنای اینورتر نوع جریان می باشد. برای طراحی اجزاء مختلف بخش قدرت و کنترل فیلتر، مدل لحظه ای و ماندگار فیلتر بدست آمده است . سیستم پیشنهادی در سه مثال مختلف شبیه سازی شده و نتایج مربوط به هر یک آورده شده است . این شبیه سازی ها کارائی فیلتر پیشنهادی را در حذف هارمونیک ولتاژ از شبکه نشان می دهند. علاوه براین دو کاربرد دیگر از فیلتر اکتیو سری نیز مورد بررسی قرار گرفته است . کاربرد اول استفاده ترکیبی از فیلتر پسیو شنت و فیلتر اکتیو سری را نشان می دهد. در این کاربرد، فیلتر بصورت یک مقاومت مجازی در برابر جریانهای هارمونیکی عمل کرده و مانع از تشدید موازی بین فیلتر پسیو شنت و امپدانس شبکه و خط انتقال که بزرگترین مشکل استفاده از فیلتر پسیو شنت می باشد، می شود. شبیه سازیهای این سیستم نشان می دهد که با وجود فیلتر اکتیو سری، عبور جریانهای هارمونیکی از خط انتقال کاهش چشمگیری داشته است . به بیان دیگر، فیلتر اکتیو سری باعث مجزا شدن فیلتر پسیو شنت از امپدانس منبع و خط انتقال شده است . کاربرد دوم فیلتر اکتیو سری که از مزایای خاص این نوع فیلتر می باشد، بررسی و شبیه سازی شده است . این مزیت ، خاصیت مجزاسازی بار حساس به هارمونیک از بارهای غیرخطی متصل به شبکه می باشد. در این کاربرد، فیلتر اکتیو سری ولتاژ را فقط برای بار حساس به هارمونیک عاری از اعوجاج می نماید.