一种新型的并联型单相有源电力滤波器

２０１０年第４期计算机与现代化

ＪＩＳＵＡＮＪＩＹＵⅪＡＮＤＡＩＨＵＡ总第１７６期

文章编号：１００６－２４７５（２０１０）０４－０１９６－０４

一种新型的并联型单相有源电力滤波器

刘晓洁，孙培德，屠黎俊

（东华大学信息科学与技术学院，上海２０１６２０）

摘要：通过分析并联型有源电力滤波器的工作原理和系统结构。本文提出一种新型的电流闭环预测控制策略，相比于传统的ＰＩ控制、滞环控制和预测控制算法，该预测策略能减小计算量，并降低模型的复杂度。同时，谐波电流检测电路采用单相电流延迟６００构造三相电流ｄ－ｑ变换法，获取逆变主电路的参考电流。该滤渡系统还引入ＰＩ外环以稳定直流侧的电容电压。最后，采用Ｓｉｍｕｌｉｎｋ的电力系统分析模块进行仿真。结果表明，该滤波系统可有效检测高次谐波分量，迅速补偿谐波电流，同理论分析一致。

关键词：单相有源电力滤波器；电流预测控制；电压控制；谐波补偿；ｄ－ｑ变换；仿真

中图分类号：ＴＮＴｌ３＋．８文献标识码：Ａｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００６－２４７５．２０１０．０４．０５３

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ＬＩＵＸｉａｏ－ｊｉｅ，ＳＵＮＰｅｉ—ｄｅ，ＴＵＬｉ－ｊｕｎ

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Ｏ引言

电力电子技术的迅速发展，使得电力系统中的非线性负载大量增加，这些非线性负载在电网中产生了大量的“谐波污染”，迫使研究人员对此类情况进行治理。其中，有源电力滤波器（ＡｃｔｉｖｅＰｏｗｅｒＦｉｌｔｅｒ，ＡＰＦ）以其优越的性能受到了越来越多的关注，在部分国家已经得到了广泛的应用。它先检测出电网中的谐波电流，然后通过可控的功率半导体器件向电网注入与原有谐波电流幅值相等、相位相反的电流，从而使电源的总谐波电流为Ｏ。该滤波器能够动态抑制谐波、补偿无功功率，克服了传统的无源滤波器的种种缺点，具有较好的发展前景¨剖。

部分文献采用内部模型结构对三相有源电力滤波器的补偿电流进行传统的预测控制，补偿效果虽然较好，模型本身的搭建却颇为繁琐Ｈ】。本文提出一种新型的电流闭环预测控制策略，降低了模型的复杂度，将其应用于并联型单相有源电力滤波系统，讨论了变流器直流侧电压的稳定性控制。在Ｍａｔｌａｂ／Ｓｉｍ－ｕｌｉｎｋ环境下，利用其提供的电力系统模块对整个并联型单相ＡＰＦ系统进行建模和仿真研究。

收稿日期：２００９．１０－２６

作者筒介：刘晓洁（１９８４一），女，浙江杭州人，东华大学信息科学与技术学院硕士研究生，研究方向：有源电力滤波器设计；孙培德（１９６１－），男，江苏武进人，副教授，研究方向：电力电子与电力传动；屠黎俊（１９８５一），男，浙江象山人，硕士研究生，研究方向：直流无刷电机的设计与应用。

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