单相并联电压型有源电力滤波器及其仿真研究 on single-phase parallel active power filter and its simulation.pdfVIP

2007年第10期 东北电力技术 7 I’’’’’’’’’、 ；分析i 单相并联电压型有源电力滤波器及其仿真研究 ； 与 i 一 ^ ¨ 0n ParallelActiVePowerFiherandItsSimulati。n ；研究i Single‘phase ～······t·一 孟庆波 (青岛四方一庞巴迪一鲍尔铁路运输设备有限公司，山东 青岛 266111) 摘要：以单相并联电压型有源电力滤波器(APF)为对象，对谐波及无功电流的检测和补偿电流的跟踪控制进行理论分析 及仿真。单相电流首先经过分解，构造出两相电流或三相电流(本文构造的是两相电流)，再根据瞬时无功功率理论i，一i。 检测法检测出谐波及无功电流，将其作为指令电流，用电流滞环跟踪控制方法控制逆变器，使其输出与指令电流相等的补 偿电流，从而使APF实现消除谐波和提高功率因数的功能。电压环的控制保证了逆变器直流侧电压的恒定。仿真结果验证 了理论分析的正确性。 关键词：有源电力滤波器；单相电流分解；电压环；电流环；仿真 [中图分类号】TNTl3+．8TM743【文献标识码】B[文章编号】1004—7913(2007)10一O007—04 Power 有源电力滤波器(ActiveFilter，简称功电流的检测非常重要，其检测结果直接关系到整 APF)是抑制谐波进入电网的一种电力电子装置。个APF系统的补偿特性；逆变器的控制电路是通 近年来，有源滤波技术在国内外得到高度重视，在 过控制使逆变器能够输出与指令值相等的补偿电 国外一些国家技术上日趋成熟并进入实用阶段，国 流，其控制效果直接影响到APF补偿性能的好坏； 内对APF的研究也十分活跃，技术上已经比较成 电压型逆变器的优点是损耗小，效率高，且技术上 熟，尤以并联型APF的研究最为成熟。并联型 较为成熟，在目前实际应用的APF中，90％以上 APF的基本原理框图如图l所示。 都是电压型。本文选用单相并联电压型APF为对 象，对其进行理论分析及仿真研究。 1 单相电路谐波及无功电流的检测 基于瞬时无功功率理论的检测法有较好的实时 性，简单易行，性能良好，理论上已趋于成熟和完 善，因此在检测谐波及无功电流时是一种比较好的 选择。 瞬时无功功率理论是基于三相电路提出来的。 对于单相电路，需要首先将单相电路分解，然后再 图1并联型APF的原理框图 构造基于瞬时无功功率理论的单相电路的谐波及无 图1中谐波及无功电流检测电路将基波有功电 功电流检测电路。基于瞬时无功功率理论的单相电 流i，分离出来，进而分离出谐波电流“和基波无 路的分解主要有如下三种方法。 功电流i，，然后将‘+i。反相并产生出补偿电流i。 方法1：由单相电流i．和单相电势巳分别构造 三相电流和三相电势，令气=e，，i．=i．。将e．滞 的调制波信号，即指令信号0。根据i?使控制电 路产生出相应的触发脉冲，触发逆变器使其产生出 后120。后得e。，滞后240。后得e。。同样，将i．滞 补偿电流f。。i。并人电网后，使谐波分量和无功分 后1200得到ib，滞后2400得到i。。得到的三相电流 量并入结点，达到消除谐波和提高功率因数的目 i．、f。和i。再经过三相一两相变换后得到两相电流