基于瞬时无功功率理论的APF的研究与仿真
APF电流检测方法论文
APF电流检测方法论文摘要：本文对APF电流检测的两种方法做了对比分析，得出p-q 法只能用在电压对称且无畸变的APF中。
而ip-iq法，电压不对称与电压对称无畸变相比其基波电流的波形图有所延迟，所以其不能用在电压是不对称的APF中。
若在可以忽略不对称的情况下ip-iq法可以准确的检测出基波电流。
0 引言随着电力电子技术快速发展，各种非线性的电力电子装置不断出现，给电网带来了谐波污染，同时也给人们的生活带来了一定的影响，所以它迫使人们对解决谐波污染的装置进行研究以拯救和维持电网的环境[1-4]。
目前我国对电网谐波治理所采取的措施是使用有源滤波器（APF），它是由补偿装置去中和由非线性负载所产生的谐波电流[3-4]。
APF电流检测的方法虽然很多，但在实际应用中的主要方法还是基于瞬时无功功率理论的p-q法和ip-iq法[4]。
本文对这两种方法进行对比分析得出ip-iq法可以运用到电压发生畸变的APF中，p-q法只能用于电压对称且无畸变的APF中[4]。
1 两种检测方法1.1 瞬时无功功率理论假设瞬时的电压电流值分别为ea eb ec 和ia ib ic，将其转换为α-β坐标系中可用下面的式子表示：在α-β平面上，ip，iq为电流矢量i在电压矢量e和e法线上的投影，p、q分别是电压矢量模与ip iq的乘积。
计算出p q和ip iq便得知p-q法和ip-iq法。
其中2 MATLAB仿真2.1 建立仿真模型①P-Q检测原理图②ip-iq检测原理图2.2 仿真结果及分析①P-Q法的波形如下：由图3和图5可知，当电压发生畸变时p-q法无法准确的检测出负载电流中基波指令电流。
由于其负载基波电流既与三相电压有关也与电流有关，所以p-q法只能用于电压是对称且无畸变的APF中。
②ip-iq法波形图当电压源不对称、畸变时负载基波波形和电压源对称且无畸变时波形图类似。
由图8可知，当电压不对称时ip-iq法无法准确检测出负载基波电流，与对称且无畸变相比稍有延迟，将会导致补偿指令电流产生误差，影响滤波器的性能。
有源电力滤波器的控制及仿真分析
有源电力滤波器的控制及仿真分析摘要:介绍了有源电力滤波器的基本工作原理,从双环软启动的控制策略出发,分析了有源电力滤波器的控制过程和实现方法,建立了对应的matlab仿真模型,并进行了具体的波形分析,达到了预期的结果,验证了有源电力滤波器在电网谐波抑制中的效果。
关键词:有源电力滤波器谐波控制仿真中图分类号:tm6 文献标识码:a 文章编号:1672-3791(2012)09(c)-0142-03l.gyugyi等人在1976年提出了采用有源电力滤波器,气质要是有pwm控制变流器所构成的,同时apf有源电力滤波器(active power filter)的概念被确立下来,就是运用可以控制的功率的半导体器件来向电网中注入的谐波电流与原来的谐波电流的幅值要相位相反和相等的电流,同时还要是其电源的总谐波电流呈现出零值的状态,这样才能达到实时进行补偿谐波电流的目的[1]。
apf有源电力滤波器是一种最为新兴的电力电子的装置,主要是运用于补偿无功功率和动态抑制谐波两方面的装置,同时apf有源电力滤波器还可以对无功功率和在频率以及大小上都有着变化的谐波成分来进行补偿的,并且还克服了传统的无源滤波器只能做固定补偿的不足之处[2]。
1 原理及其控制策略1.1 apf基本原理如图1所示为有源电力滤波器原理图,主要由检测及控制电路和主电路两大部分组成。
其中检测及控制电路包含指令电流运算电路、驱动电路以及电流跟踪控制电路。
主电路一般采用的是pwm变流器。
其基本工作原理为通过指令电流在运算电路中检测出了补偿对象电流中的无功和谐波等方面的电流分量,同时还要再次的通过驱动电路和电流跟踪控制电路这两项来得出补偿电流的指令信号,使主电路的pwm变流器产生出了实际的补偿电流。
而在负载电流和补偿电流这两项中的谐波分量的大小是相等的,其方向是相反的,因此两者之间是存在相互抵消,电源电流中只会存在含有基波,不可能含有谐波的特点[3]。
1.2 双环软启动控制系统描述现有的实现以上功能的有源电力滤波器控制策略很多,包括滞环电流比较控制[4]、空间矢量控制[5]、无差拍控制、预测控制、滑模控制[6]、模糊控制等。
基于瞬时无功功率理论的APF仿真设计
在 实际 装 置 制 作 之 前 有 必要 对整 个 原理 介绍 １ ． １基于 瞬时无功功 率 的谐波 与无功 电流检 测 方法 假 设 三 相 电路 中 的 电压 瞬时 值 为 、 ｕ 、 ｔ １ ． ，其 电流 瞬 时 值
关键词 ： 瞬时无功功率理论； Ａ Ｐ Ｆ ； Ｓ Ｉ ＭＵ Ｌ Ｉ Ｎ Ｋ仿真
Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄ ｓ ：ｉ ｎ ｓ ｔ ａ ｎ ｔ ａ ｎ ｅ ｏ ｕ ｓ ｒ ｅ ａ ｃ ｔ ｉ ｖ ｅ ｐ ｏ ｗｅ ｒ ； ＡＰ Ｆ； Ｓ Ｉ ＭＵＬ Ｉ ＮＫ ｓ ｉ ｍｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ：Ｂ ａ ｓ ｅ ｄ ０ ｎ ｉ ｎ ｓ ｔ ａ ｎ ｔ ａ ｎ ｅ ｏ ｕ ｓ ｒ ｅ ａ ｃ ｔ ｉ ｖ ｅ ｐ ｏ ｗｅ ｒ ， ｈ ａ ｒ ｍｏ ｎ ｉ ｃ ａ ｎ ｄ ｒ ｅ ａ ｃ ｔ ｉ ｖ ｅ ｃ ｕ ｒ ｒ ｅ ｎ ｔ ｄ ｅ ｔ ｅ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｍｅ ｔ ｈ ｏ ｄ ｒ ｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ ，ｉ ￣ ， － ｉ Ｐ ｄ ｅ ｔ ｅ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｍｅ ｔ ｈ ｏ ｄ ｉ ｓ
为ｉ 、 ｉ 、 ｉ 。 。 对 它们 进 行 Ｃ ３ ２变换 ， 经 变 换 可 以 得 到
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基于MATLAB的电力有源滤波器(APF)的仿真
本 文将 使用 Ｓ ＭＵＬ Ｎ 来建 立并 联 型有 源 电力滤 波 Ｉ ＩＫ
器 的仿真模 型 ， 然后 对仿真 结果进 行分 析 。
２ 并 联型 电 力 有 源 滤 波 器 的基 本 原 理
图 １ 并 联 型 电力 滤 波 器 系 统
变 流器 。
普 遍重视 。 电力 有源 滤 波器作 为动 态抑制 谐 波 ， 偿无 补
功 功率 的 新型 电力 电子 设备 得 到迅 速 发 展 ， 且开 始 并
应 用于 实践 。
有 源 电力 滤 波 器 的基 本 原 理是 ： 过 检 测 补偿 对 通 象 的 电流 ， 指 令 电流运 算 电路 得 出 补偿 电路计 算 得 经
１ 引言
随着 电力 电子设 备 的大 量 应用 ， 电磁 环 境 受 到严 重 污染 ， 电网 的谐 波 问题 日益严重 ， 使 已经受 到人 们的
量， 因此有 时也 称之 为谐 波和 无功 电流 检测 电路 。 补偿 电流 产生 电路 的作 用是根 据指 令 电流运 算 电流 的指令 信号 ， 生实际 的补 偿 电流 。 电路 目前 均 采用 Ｐ 产 主 ＷＭ
ｐ ｒｏ ｍａ ｃ ｎ ｔ ｉ ｔ ａ ｓ ｌ ｎ ａ ｌ ． ｔｖ ａ ｓｖ ｉ ｅ （ Ｆ）ｉ ｅ ｎ ｏ ｓｄ ｒ ｄ ａ ｏ ｅ ｔ ｌｅ ｕ ｐ ｎ ｅ ｆ ｒ ｎ ｅ ａ ｄ ｉ ｓ ｒ ｎ ｐ ａ ｔ ｂ ｅ Ａｃ ｉ ｅ ｐ ｓ ｉ ｅ ｆ ｔ ｒ ＡＰ ｌ ｓ ｂ ｉ ｇ ｃ ｎ ｉ ｅ ｅ ｓ ａ ｐ ｔ ｎ ｉ ｑ ｉ ｍｅ ｔ ａ
Ａｂ ｔ ａ ｔ Ｔｈ ｒ ｒｎ ｉｌ ｆ ｈ ｈ ｎ ｔｖ ａ ｓｖ ｌ ｒｉ ｉｃ ｓｅ ｎ ｎ ｌ ｚｄ， ｉｈａ ｅｂ ｉ ｎ ｏ ｓ ｒ ｃ ： ｅｗｏ ｋ ｐ ｉｃｐｅｏ ｅｓ ｕ ｔＡｃｉｅＰ ｓ ｉｅＦｉ ｅ ｓｄｓ ｕ ｓ ｄ ａ ｄ ａ ａｙ ｅ ｗｈ ｃ ｒ ｕｌ ｉｔ ｔ ｔ ｄ
多电平逆变器的工作原理、控制方法以及仿真
目录第一章绪论 (1)1.1多电平逆变器的背景 (1)1.2多电平逆变器的研究现状 (2)1.3多电平逆变器的应用 (3)第二章多电平逆变器的种类介绍 (6)2.1二极管箝位式多电平逆变器及其优缺点 (6)2.2电容箝位式多电平逆变器及其优缺点 (6)2.3H桥级联式多电平逆变器及其优缺点 (7)第三章多电平变换器PWM调制策略 (8)3.1多电平变换器PWM调制策略的分类 (8)3.2多电平SPWM调制策略 (9)3.2.1 SPWM调制策略 (9)3.2.2 载波垂直分布多电平调制策略 (9)3.2.3 载波水平移相多电平调制策略 (10)3.2.4多载波SPWM调制策略谐波分析 (10)3.3多电平SVPWM调制策略 (46)3.3.1 SVPWM调制策略 (46)第四章多电平逆变器中的电压平衡技术 (48)第五章三电平中点箝位型逆变器SPWM控制策略与仿真 (53)5.1三电平NPC逆变器SPWM方法 (53)5.2基于MATLAB的三电平NPC逆变器SPWM仿真 (54)5.2.1仿真系统整体框图 (54)5.2.2 基于载波反向SPWM带电机负载的仿真模块 (55)5.3基于载波同向SPWM带电机负载的仿真模块 (57)5.3.1 SPWM开关信号的发生模块 (57)5.3.2仿真结果与分析 (57)5.4基于注入三次谐波的SPWM带电机负载的仿真模块 (58)5.4.1 SFOPWM开关信号的发生模块 (58)5.4.2仿真结果与分析 (58)5.5三电平NPC逆变器SPWM的实验结果 (59)5.6小结 (59)第六章总结展望 (60)第一章绪论1.1 多电平逆变器的背景电力电子技术自二十世纪50年代诞生以来,经过近半个世纪的飞速发展,至今已被广泛应用于需要电能变换的各个领域。
在低压小功率的用电领域,电力电子技术的各个方面己渐趋成熟,将来研究的目标是高功率密度、高效率、高性能;而在高压大功率的工业和输配电领域,各个方面的技术正成为当今电力电子技术的研究重点。
基于瞬时无功功率理论的APF仿真设计
基于瞬时无功功率理论的APF仿真设计作者：王敬禹贺剑田晨来源：《价值工程》2013年第26期摘要：基于瞬时无功功率的谐波和无功电流检测方法的研究，提出了ip-ip检测方法，并对有源电力滤波器（APF）设计原理进行了介绍。
利用SIMULINK对APF进行了系统仿真并给出了设计流程及其结果分析，有源滤波器的系统仿真将对实物制作起到很大的推动作用。
Abstract： Based on instantaneous reactive power， harmonic and reactive current detection method research， ip-ip detection method is proposed， and the design principle of active power filter （APF） are introduced. Using the SIMULINK simulation of APF system is introduced and the design process and its results analysis， active filter system simulation will play a large role of physical production.关键词：瞬时无功功率理论；APF；SIMULINK仿真Key words： instantaneous reactive power；APF；SIMULINK simulation中图分类号：TM743 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2013）26-0032-020 引言随着电力电子装置的日益广泛使用，其本身所具有的非线性导致了电网中携带大量的谐波，这些谐波给整个电网和用电设备造成了严重的危害。
目前，抑制谐波的一个主要研究趋势就是采用有源电力滤波器（APF），APF系统是一个非线性、强耦合的控制系统，对它进行理论分析有一定难度，但可以做相应的仿真实验，加深对有源滤波器控制规律的认识和理解。
《2024年并联有源电力滤波器实用关键技术的研究》范文
《并联有源电力滤波器实用关键技术的研究》篇一一、引言随着电力电子技术的迅猛发展，非线性负荷的广泛使用使得电力系统中的谐波污染问题日益严重。
为了有效抑制谐波，提高电能质量，并联有源电力滤波器（Active Power Filter，简称APF）应运而生。
本文将深入探讨并联有源电力滤波器的实用关键技术，包括其工作原理、主要构成部分以及关键技术的应用等方面，为实际工程应用提供参考。
二、并联有源电力滤波器的工作原理及主要构成部分（一）工作原理并联有源电力滤波器通过实时检测电网中的谐波电流，采用控制策略产生一个与谐波电流大小相等、相位相反的补偿电流，以抵消电网中的谐波电流，达到滤波效果。
同时，APF还能对无功功率进行补偿，提高电网的功率因数。
（二）主要构成部分1. 检测电路：用于实时检测电网中的谐波电流及无功功率等参数。
2. 控制电路：根据检测电路提供的信息，采用控制算法产生补偿电流的指令信号。
3. 逆变电路：根据控制电路的指令信号，产生补偿电流，注入电网中。
4. 保护电路：为APF提供过流、过压、欠压等保护功能。
三、并联有源电力滤波器实用关键技术（一）谐波检测技术谐波检测是APF的核心技术之一，其准确度直接影响滤波效果。
目前常用的谐波检测方法包括基于瞬时无功功率理论的检测方法、基于傅里叶变换的检测方法以及基于神经网络的检测方法等。
在实际应用中，应根据电网的实际情况选择合适的检测方法。
（二）控制策略控制策略是APF实现补偿功能的关键。
常见的控制策略包括瞬时值比较控制、滞环控制、三角波比较控制等。
其中，瞬时值比较控制具有响应速度快、精度高等优点，但实现难度较大；滞环控制具有简单易实现、响应速度较快等优点，但精度相对较低。
在实际应用中，应根据具体需求选择合适的控制策略。
（三）逆变电路设计逆变电路是APF产生补偿电流的关键部分。
其设计应考虑开关管的选型、驱动电路的设计、滤波电路的设计等方面。
同时，为了降低谐波对逆变电路的影响，还需采取相应的抗干扰措施。
有源电力滤波器(APF)在谐波治理中应用
有源电力滤波器（APF）在谐波治理中应用三相电路瞬时无功功率理论是APF发展的主要APF;APF有并联型和串联型两种，前者用的多;并联有源滤波器主要是治理电流谐波，串联有源滤波器主要是治理电压谐波等引起的问题。
本文作者研究了有源电力滤波器（APF）在谐波治理中应用。
标签：有源电力滤波器;谐波治理;应用0、引言有源电力滤波器（APF：Active power filter）是一种用于动态抑制谐波、补偿无功的新型电力电子装置，它能够对不同大小和频率的谐波进行快速跟踪补偿，之所以称为有源，是相对于无源LC滤波器，只能被动吸收固定频率与大小的谐波而言，APF可以通过采样负载电流并进行各次谐波和无功的分离，控制并主动输出电流的大小、频率和相位，并且快速响应，抵消负载中相应电流，实现了动态跟踪补偿，而且可以既补谐波又补无功和不平衡。
1、有源电力滤波器的工作原理有源电力滤波器（Active Power Filter，简称APF）是一种用于动态抑制谐波、补偿无功的新型电力电子装置，它能够对大小和频率都变化的谐波以及变化的无功进行补偿。
可以同时滤除多次及高次谐波，滤除率高达95%以上，且不会引起谐振。
有源滤波器APF通过外部电流互感器CT，实时检测负载电流，并通过内部DSP计算，提取出负载电流的谐波成分。
然后通过PWM信号发送给内部IGBT，控制逆变器产生一个和负载谐波大小相等、方向相反的电流注入到电网中补偿谐波电流，实现滤波功能。
APF的内部框架图如图1所示。
2、有源滤波和谐波治理的关系对供电系统中周期性非正弦电量进行傅里叶级数分解，除了得到与电网基波频率相同的分量，还得到一系列电网基波频率的分量，这部分电量称为谐波。
它实际上是一种干扰量，使电网受到“污染”。
向供用电网注入谐波电量或在公用电网上产生谐波电压的电气设备称为谐波源。
在一些工业和商业的电力供应系统中，在额定负荷范围内，有时发生补偿电容器或熔断器频繁发热烧毁、一些测控元件或控制保护设备产生异常误差或误动作、负荷开关失控、生产工艺或产品质量不稳定等原因莫名故障或事故，其实这些问题的最大的起因就是谐波的存在。