并联型有源电力滤波器的谐波补偿与Matlab仿真

《并联型有源电力滤波器的谐波补偿与Matlab仿真》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、安阳工学院学报60JournalofAnyangInstituteofTechnology2009年并联型有源电力滤波器的谐波补偿与Matlab仿真12，3刘芳霞，王雪丹（1.山东经贸职业学院机电工程系，山东潍坊261011；2.黑龙江科技学院电气与信息工程学院，哈尔滨150027；3.中国矿业大学电气与信息工程学院，江苏徐州221008）摘要:电力电子装置应用使谐波污染严重。解决谐波污染的重要趋势是采用有源电力滤波器。介绍了有源电力滤波器的工作原理及分析了基于瞬时无功功率理论的ip-iq谐波检测方法，建立了Matlab/Simuli

2、nk仿真模型，给出了仿真试验结果。结果表明有源电力滤波器具有良好的补偿特性。关键词:谐波；瞬时无功功率理论；有源电力滤波器；Matlab/Simulink中图分类号：TM131文献标识码：A文章编号：1673-2928（2009）04-0060-0420世纪70年代以来，随着电力电子技术的飞速发展，特别是功率半导体器件和变流技术的发展，大容量电力整流、换流设备等电力电子装置和非线性负载的广泛使用，电网的谐波污染问题变得日益严重，由谐波引起的各种故障和事故也不断产生，谐波危害的严重性引起人们的高度关注。目前谐波抑制的一个重要趋势是采用有

3、源电力滤波器(ActivePowerFilter，APF)。采用有源电力滤波器解决谐波问题，关键技术是谐波的检测和补图1有源电力滤波器主电路结构图偿电流的控制。实时、准确地检测出电网中瞬态变2基于瞬时无功功率理论的指令电流检测方法化的谐波是有源电力滤波器进行精确补偿的前ip-iq法提。补偿电流的控制方法是实现有源电力滤波器电流的检测方法有很多种，包括采用模拟带通功能的核心环节，它负责控制有源电力滤波器产(或带阻)滤波器，基于傅立叶变换的谐波检测分析，生预期的补偿电流。基于瞬时无功功率的谐波检测等等。但是在电流的1并联型有源电力滤波器（

4、APF）的工作原理实时检测中运用最多以及最成功的就是基于瞬时并联型有源电力滤波器是一种电力电子装无功功率理论的谐波检测方法。基于瞬时无功功率置，其主电路的基本结构如图1所示。储能元件(电理论的谐波检测包括变换到α-β两相正交的坐标感或电容)的作用是充当直流电源(电流源或电压系上的p-q算法和ip-iq算法，还有基于广义瞬源)，为可控开关电路进行逆变提供保证。其基本原时无功理论的变换到d-q两相正交的坐标系上d-理是当需要补偿负载所产生的谐波电流时，检测q算法。考虑到负载的多样性以及电网电压的不对电路检测出补偿对象负载电流iL中的谐波成

5、分称性，本文采用基于瞬时无功理论的ip-iq运算方iLh，将其反极性后作为补偿电流的指令信号，这样式的谐波电流检测法。其基本框图如图2所示。由补偿电流发生电路产生的补偿电流iC与负载电流中的谐波分量iLh大小相等、方向相反，该补偿电流与电网的谐波及无功电流抵消，于是电网电流等于负载的基波电流，使电源电流成为正弦波。图2ip-iq法框图收稿日期：2009-02-24作者简介：刘芳霞(1975-)，女，山东聊城人，山东经贸职业学院机电工程系讲师,硕士，从事电力电子与电力传动方面的研究。第四期刘芳霞王雪丹并联型有源电力滤波器的谐波补偿与MA

6、TLAB仿真61基于瞬时无功功率理论的电流检测方法ip-iq法，其基本原理是将三相电流经过α-β到d-q变换得到ip、iq，再经过低通滤波器滤波得到ip、iq的直流分量，经过反变换计算出基波电流，进而计算出补偿分量。三相电流经过3-2变换，计算出有功及无功功率图3ip-iq法谐波检测的仿真模型4.2有源电力滤波器仿真模型的建立有源电力滤波器的仿真模块主要分为两个部利用低通滤波器把p，q的谐波分量滤去，再分即ip、iq算法检测模块与滞环控制方式的pwm脉根据下式计算出三相基波分量冲生成模块，如图4所示，该系统仿真模型实现了直流电压的稳定

7、控制。滞环控制的模型建立如图5所示。最后用交流侧的总电流减去基波分量，就得到补偿信号，把补偿信号反极性就得到补偿电流的指令电流信号。3电流跟踪控制电路电流跟踪控制电路是补偿电流发生电路的首要环节。所谓电流跟踪控制是把希望输出的电流或电压作为指令信号，把实际输出电流或电压波形作为反馈信号，通过两者的瞬时值比较来决定图4并联型有源电力滤波器仿真模型功率开关器件的通断，使实际输出跟踪指令信号的变化。滞环控制是一种常见的电流跟踪控制法，硬件电路简单，电流响应很快，所以本文采用滞环控制。它的工作原理是：把补偿电流的指令信号ic*图5滞环控制仿真

8、模型与实际的补偿电流ic进行比较，两者的偏差作为4.3仿真试验滞环比较器的输入，通过滞环比较器产生脉冲信在上面分析的基础上，通过试验对有源滤波器号，该脉冲信号经驱动电路来控制主电路中开关控制系统进行仿真分析。仿真参数如下