Three-phase Four-wire Series Active Power Filter Control Strategy for The Compensation of Harmonics and Reactive Power Based-on Direct Compensating Voltage Extraction Method

In recent years, since more and more diode rectifiers with smoothing dc capacitor are used in electronic equipments, household appliances and ac drives, harmonics generated by these loads have become a major issue. In addition, 3-phase 4-wire system is widely employed in distributing electric energy to several office building and manufacturing plants. This systems show excessive currents in the neutral. These neutral currents are fundamentally third harmonic, and their presence is tied to wiring failure, elevating of neutral potentials, transformer overheating, etc. In response to the concerns, this paper proposes a series active power filter scheme based on direct compensating voltage extraction method and the advantage of this control algorithm is direct extraction of compensation voltage reference without multiplying gain. Therefore, the calculation of the compensation voltage reference will becom much simpler than other control algorithm. To verify the effectiveness of the proposed algorithm, a prototype active power filter is built and some experiments are carried out.

직접 보상전압 추출기법을 이용하여 고조파전류와 무효전력을 보상하는 3상 4선식 직렬 형 능동전력필터의 제어법

최근에, 평활용 직류 커패시터가 설치된 다이오드 정류기가 가전제품 및 교류 운전 장치와 같은 전자 장치에 점점 많이 사용되고 있고, 이러한 부하에 의해서 발생하는 고조파 문제가 점차 중요한 문제로 부각되고 있다. 또한, 3상 4선식 전력 시스템은 상업용 빌딩이나 제조 플랜트 등에 전력을 공급하는 방법으로 많이 사용되고 있는데 이러한 시스템에서는 중성선에 과도한 전류가 흐르게 되고, 중성선 전류는 기본적으로 3고조파 성분으로 중성선 도체 사이즈 선정의 실패나 중성점의 전위를 상승시키거나 변압기의 과열 현상 등을 유발할 수 있다. 이러한 관점에서 본 논문에서는 직접 보상전압 추출기법으로 동작하는 직렬 형 능동 필터를 제안하며, 성능함수 알고리즘의 장점은 게인을 곱하지 않고 보상 전압을 직접 구함으로써, 어떠한 다른 알고리즘보다 보상 전압 계산 방법이 간단하다. 제안된 알고리즘의 타당성을 증명하기 위하여 프로토타입 능동 필터를 제작하여 실험을 수행하였다.