基于电压空间矢量的有源滤波器滞环电流控制仿真分析.pdf

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1、第4期2011年8月机电元件ELECTROMECHANlCALCoNⅡ．('NENTSVoL3lNo．4Au孚2011基于电压空间矢量的有源滤波器滞环电流控制仿真分析王晶波(中国矿业大学信息与电气工程学院，江苏徐州(221008)摘要：分析有源电力滤波器的基本原理，为了验证有源电力滤波器基于电压空间矢量滞环电流控制方法的正确性。并加深对其控制规律的认识和理解，本文用MATIAB／sIMuLINK对有源电力滤波器进行了动态仿真研究。仿真结果表明，改进的电流控制方法能有效地滤除负载中的绝大部分谐波，提高了有源电力滤波器的综合性能。关键词：有源电力滤波器；滞环电流控制；电压空间矢

2、量；MATLABDoi：10．3969／j．issn．1000—6133．2011．04．08中图分类号：TM713文献标识码：A文章编号：1000—6133(2011)04-0032—06Simulationresearchonacti,filterhysteresiscurrentimulationresearcllOnactivetilterhysteresiscarrentcontrolbasedonvoltagespacevectorWANGJing—bo(SchoolofInformationandElectricalEngineering，ChinaUnive

3、rsityofMiningandTechnology，XuzhouJiangsu(221008))Abstract：Analysethebasicprincipleofactivefilter．Toexaminethevalidityofthecontrollingsystemoftheshuntactivepowerfilterandunderstandthecontrollingrulesfurthermore，thispapersimulatestheshuntactivepow·erfiltersystemwithMATLAB／SIMULINK．Thesimulat

4、ingresultsshowthattheimprovedcurrentcontrollingmeth·odscanfilteramajorityoftheloadharmoniccurrent，andtheyimprovetheperformanceoftheactivefilter．Keywords：activepowerfilter；hysteresiscurrentcontrol；voltagespacevector；MATLAB1引言电力电子技术的飞速发展，一方面给电能的变换和应用带来了方便，另一方面又给电力系统带来了比较严重的电能质量问题。有源电力滤波器(Act

5、ivePowerFilter，APF)被公认为是治理电网谐波及无功污染、改善电能质量有效的手段，已成为电力电子技术应用中一个比较新的研究热点。典型的并联型有源电力滤波器原理框图如图1所示。图l所示有源电力滤波器的基本工作原理是，检测补偿对象的电压和电流，经指令电流运算电路计算得出补偿电流的指令信号，该信号经补偿电流发生电路放大，得出补偿电流，补偿电流与负载电流中要补偿的谐波及无功等电流抵消，最终得到期收稿日期：201l—04—08作者简介：王晶波(1986一09-23)。男，硕士研究生，主要研究方向：电力电子传动．E—mail：talentbobo@163．eom第4期王晶

6、波：基于电压空间矢量的有源滤波器滞环电流控制仿真分析33望的电源电流。补偿电流控制是有源滤波器的重要环节之一，本文以三相三线制有源电力滤波器为研究对象，采用基于电压空间矢量的滞环电流控制策略以获得较好地补偿效果，对其进行理论推导和仿真验证，该工作将对有源滤波器的推广应用有一定的指导意义。⋯⋯⋯⋯⋯⋯图1并联型有源滤波器的结构图2有源滤波器的电压空间矢量控制典型的基于电压源逆变器的并联型APF等值电路，如图2所示。假定直流侧电容电压为恒定值，为系统电压，所有电压均以系统中性点0为参考点，则图2中三相电路瞬时值方程为：ru。=Ri。+Ldi。Idt+e。Ju6=Ri曲+Ldid

7、／dt+e6lM。=Ri。+Ldi。Idt+e。引入开关函数S。、S6和·S。，出相电压r“。=(2S．一

8、s6一S。)睨／3h=(2s6一S。一S。)％／3tu。=(2S。一S。一S6)％／3则得到A即输图2并联型APF等值电路图3中逆变器共有八种开关模式，将八种开关函数组合带入式(1—2)，即得到相应的APF输出相电压值，如表1．1所示(电压以睨为基准)：表1．1开关模式与APF输出相电压(1—2)由式(1—2)可以看出APF各相输出电压取决于三相桥臂的总体开关状态S妇，即三相桥臂之间存在关联现象。为了消除相间