并联型有源滤波器电流控制新方法

并联型有源滤波器电流控制新方法

摘 要

在现代电力系统中，随着各种非线性电力电子装置的大量应用，电能质量不断受到关注。这些装置向电力系统中注入谐波，使电网中的谐波污染日益严重，电能传输质量恶化。因此，解决谐波问题，变得日益重要。传统的谐波抑制方法是采用无源滤波器，但它存在许多缺陷，例如：滤波特性受系统参数的影响较大，只能消除特定的几次谐波，可能与系统产生并联谐振，谐波电流增加导致滤波器负荷过重等，使得谐波抑制效果受到影响。

针对并联型有源滤波器提出了一种电流控制新方法，与传统控制方式不同，该方式不需要检测非线性负载中的谐波及无功电流。本文论述了并联型有源滤波器电流控制的等效原理，MATLAB仿真结果表明，省略了检测环节的该控制方法电路结构简单，大大简化了算法的研究，能够更加简单准确地补偿谐波电流，动态响应速度也很快。

关键词：电力电子技术；并联型有源滤波器；等效原理；电流控制；谐波及无功电流

目 录

1 绪论 1

1.1  谐波抑制的意义 1

1.2  谐波抑制的措施 3

1.3  电能质量 5

1.4  本文主要研究内容 7

2 常用滤波器的性能比较分析 8

2.1  有源滤波器 9

2.1.1  有源电力滤波器的发展现状 10

2.1.2  有源滤波器的工作原理 10

2.1.3  衡量APF补偿性能的指标 11

2.1.4  有源滤波器的主电路结构 12

2.1.5  有源滤波器的分类比较 12

2.2  无源滤波器 18

2.3  有源滤波器和无源滤波器的比较 18

3 谐波电流检测方法研究 20

3.1  概述 20

3.2  谐波检测方法的发展趋势 20

3.3  瞬时无功功率理论 21

3.3.1  基于p、q运算方式的谐波电流检测 22

3.3.2  基于ip、iq运算方式的谐波电流检测 24

4 控制策略的研究 26

4.1  正弦脉宽调制技术 26

4.2  滞环控制 31

4.3  空间矢量PWM控制 32

4.4  外层控制 32

4.5  论文所作工作及意义 33

5 有源滤波器的仿真实现 34

5.1  概述 34

5.2  谐波检测环节仿真实现 34

5.2.1  三相/两相变换SIMULINK下实现 35

5.2.2  低通滤波器的仿真实现 36

5.2.3  两相/三相变换SIMULINK下实现 37

5.2.4  谐波提取部分仿真实现 37

5.3  谐波补偿环节仿真实现 38

5.3.1  主电路等效电路图 38

5.3.2  主电路仿真实现 39

5.3.3  谐波补偿实现 40

5.3.4  负载侧电压和电流 41

结 论 42

参考文献 44