无谐波检测环节三电平apf控制系统开发策略

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1、无谐波检测环节三电平APF控制系统开发策略【摘要】在对并联型APF交、直流侧能量传递过程分析的基础上，对APF常规控制进行了等效的演化研究，发现负载有功电流的检测环节的存在有害无益。根据有源电力滤波器谐波检测环节存在的不必要性论证，分别构建了有源电力滤波器在abc三相坐标系下的无谐波检测环节控制系统及三电平有源电力滤波器在dq坐标系下无谐波检测环节前馈解耦控制系统。最后，对三电平无谐波检测环节控制系统进行了仿真实验研究，仿真结果验证了无谐波检测环节补偿的可行性及有效性。【关键词】无谐波检测;三电平;APFResearchonThree-levelActivePoonicDet

2、ectionSUNAi-jun1YANBin2ATLAB平台上对三电平APF控制系统进行仿真实验研究。仿真实验参数如表2所示，其中用三相二极管整流桥带阻感负载来模拟谐波源。仿真采用基于PI控制器的无谐波检测环节APF反馈解耦控制策略，仿真实验结果如下列图所示：图3谐波源负载三相电流波形图4谐波源负载A相电流频谱分析图5补偿后X侧三相电流波形图6补偿后X侧A相电流频谱分析图7补偿前X侧A相电流与A相电X电压波形图图3为补偿前电流波形，由图5和图6可以看出，经过APF的有效补偿控制，电X侧三相电流有较好的正弦度，X侧电流的畸变率由27.82%降至3.41%。图8补偿后X侧A相电流

3、与A相电X电压波形图9电压环PI调节器输出波形图10APF输出A相电流波形图11APF直流侧总电容电压波形图12APF直流侧上电容电压波形图13APF直流侧中点电波形图14APF输出侧线电压阶梯波该无谐波检测环节APF控制策略的补偿目标是同时补偿谐波及无功，由图7和图8的对比可以看出，补偿后电XA相电流与A相电压能够保持同相位(单位功率因数运行)，负载无功功率也取得了很好的补偿效果。图9是电压环控制器的输出波形，APF启动时输出以150A的限幅值运行，APF直流侧电压达到稳定后，电压控制输出在70A左右波动。根据本文前面的分析可知，补偿效果理想时，电压环控制器的输出值应该与X

4、侧电流的幅值相等，通过图6能够看出，仿真结果与理论分析基本上一致。图11为APF直流侧总电压波形图，使直流侧电压保持稳定是APF取得较好补偿效果的前提，从图中可以看出直流侧电压能够保持稳定。图13为APF直流侧中点电位波形，实时调节中点电位平衡因子便能控制住中点电位的波动，仿真中平衡因子取f=0.5，可以看出APF直流侧中点电压波动得到了很好的控制。5小结基于瞬时无功功率理论，对并联型APF交、直流侧能量传递过程进行了分析。对APF常规控制进行了等效的演化研究，发现APF不同补偿目标对应了不同的有功电流的前馈值，分析出负载有功电流的检测环节的存在对APF补偿效果没用益处，反而

5、会减弱补偿精度。根据APF谐波检测环节存在的不必要性论证，分别构建了APF在abc三相坐标系下的无谐波检测环节控制系统及三电平APF在dq坐标系下的无谐波检测环节前馈解耦控制系统。最后，对三电平无谐波检测环节控制系统进行了仿真实验研究，实验结果验证了无谐波检测环节补偿的可行性及有效性。【