三相四线制有源电力滤波器无差拍控制策略研究

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浅谈三相有源滤波器的无差拍控制技术

浅谈三相有源滤波器的无差拍控制技术【摘要】经过对负载电流前几个时刻的值进行计算,得出对下一个开关时刻的值的预测,利用该预测值计算出逆变器的开关占空比,实现实际输出的补偿电流对参考电流无差错追踪。

【关键词】预测值占空比无差错对三相有源电力滤波器的单相等效电路建立数学模型,通过分析有源电力滤波器的控制目标,进行全数字化控制,找出控制规律,提出无差拍控制思想,从而可以大大简化控制器的计算,并可克服采样延时对控制性能和稳定性的影响。

1 源滤波器的补偿原理三相三线制并联型有源电力滤波器的主电路结构图如图1所示。

在图中、和分别代表A、B和C相的系统电压;、和分别为A、B和C相的系统电流,在理想情况下,补偿后的系统电流中只剩余基波电流,、和分别表示A、B和C相的负载电流,其含有基波有功成分、基波无功成分和谐波成分,、和分别表示A、B和C相的补偿电流,通过对逆变器的功率开关的控制,使各项补偿电流与基波无功电流与谐波电流之和相等,或者根据要求只补偿其中一种成分。

当系统稳定后就可以达到滤波的目的。

表示接入电感,加在上的电压为接入电压和逆变器输出电压之差,通过对逆变器输出电压的控制,从而产生补偿电流,来调整上通过的电流,使其能够准确跟踪负载电流中的谐波成分和无功电流。

2 有源滤波器的无差拍控制原理如图1所示,在系统稳定时,逆变器的直流侧中点和电源的参考点为等电位点,从而三相三线制的并联有源电力滤波器可等效为单相电。

其等效电路如图2所示,图中为负载等效出的谐波电流源。

上图中:系统电压、接入电感、逆变器输出电压并等效为一个可控的电压源,负载电流并等效为一个谐波电流源。

因为在的两端分别为和,所以通过控制,就能够实现对上电压的调节,从而控制补偿电流,通过调整,使与负载电流中的谐波电流和无功电流相等。

使补偿后系统电流中只含有基波分量,并且与系统电压匹配,波形呈正弦形式。

对图2所示的电路,列状态方程有上式表示的并联有源电力滤波器的状态方程中,为状态方程输入量,为系统电压,属于不可控量,是逆变器输出,是一个中间变量,在一个开关周期中,能够通过对逆变器的功率开关的导通时间的控制来完成对的调节。

有源滤波器无差拍SVPWM控制策略的研究

ＸＩＡＮＧｉｎ ‘ Ｌａｇ，ＷＡＮＧｎＩＺｅ — ｉ，ＨＵＡＮＧｉＹｏｇ，ＺｈｎｎｎＪｅ（．ｅｉｎｅｓｙｏｒｎｕｉｎｓｏａｔｓｅｉｇ１１１ｈｎ）１ｉｎＵｉｒｔＡｅｏａｔｓａｄＡｔｎｕｉ，Ｂｉｎ￣９，ＣｉａＢｊｇｖｉｆｃｒｃｊ
ＡＦ为一种用于动态抑制谐波、补Байду номын сангаас偿无功Ｐ作的有源电力电子装置，具有同期补偿多次谐波电
流的能力，实时、能自动跟踪控制，动态响应速度快，能高效消除谐波，能动态补偿无功，改既又并
算等带来的延时。这里对所采用的控制策略在ＥＴＣＰＣＤ中进行了仿真验证．ＭＤ／ＳＡ并在由数字电路控制的ＡＦＰ装置上进行了实验研究。实验结果证明该方法可行，且具有较好的动态响应速度。关键词：源电力滤波器；无差拍；电压空间矢量有
Ｋｅｗｏｄａｔｅｐｗｒｆｔｒｅｄｅｔｏｔｇｐｃｅｔｒｙｒｓ：ｃｉｏｅｌ；ｄａｂａ；ｖｌｅｓａｅｖｃｏｖｉｅａ
１引言
’
相电压和负载侧三相电流通过ａｂｃｄ，换，，，／ｑ变得到系统电压和负载电流的ｄｇ轴分量，并通过，低通滤波器（Ｐ）行滤波得各分量基波分量。ＬＦ进
中图分类号：Ｎ１Ｔ７３文献标识码：Ａ文章编号：００ｌＯ（０１１— ０９０１０一ＯＸ２１）００９ — ３

三相四线制有源电力滤波器的控制方法研究

三相四线制有源电力滤波器的控制方法研究摘要：并联型电力有源滤波器是一种应用广泛的谐波抑制和无功补偿装置。

本文采用基于时域变换的谐波电流检测算法(TTA),并将滑动平均值滤波应用于该算法中。

通过建立仿真模型，对 TTA 和ip-iq 法谐波电流的检测效果及有源滤波器系统的控制进行了仿真分析。

结果表明采用滑动均值滤波的TTA 算法能够快速、准确地检测出谐波和无功电流。

关键词：三相四线;有源电力滤波器;谐波检测;滑动平均值滤波1.引言在低压配电网中广泛采用了三相四线制系统。

由于各种电能变换装置的应用以及中性线的存在，零序电流在中性线上相互叠加，会使得中性点偏移，三相电流不对称，也会导致中线电流大大超过它的额定值，造成中线故障;另一方面使得变压器过热，导致绝缘破坏，同时还会造成中线对地电势的提升。

有源电力滤波器(Active Power Filter，APF)因为能够根据不同的目的实现灵活的动态补偿且不容易和电网阻抗发生谐振，在三相四线制系统中已经得到了广泛的应用谐波及无功电流的检测和补偿电流的控制都是有源滤波器应用中的关键技术，检测算法中使用的低通滤波器又是影响检测精度与速率的关键因素。

传统谐波检测多采取使用普通低通滤波器(LPF)的ip-iq 法，但是其计算量较大，稳态精度和动态性能不够理想。

本文采用基于时域变换的谐波电流检测算法(Time-domain based Transform Algorithm，TTA)【1】，并将滑动平均值滤波技术应用到该算法中，可以有效地改善谐波检测的动、稳态性能。

补偿电流的控制采用滞环比较法，该方法原理简单，响应速度快，且不含有特定频率谐波分量。

2.谐波及无功电流检测原理将负载电流通过计算得到期望的基波正序有功电流，再与负载电流相减取反，即可得到谐波和无功电流。

基于这种思想，目前谐波和无功的检测主要有以下几种方法【2】：(1)采用模拟滤波器的谐波检测方法;(2)基于傅立叶变换的谐波检测方法;(3)基于小波分析的谐波检测方法;(4)基于神经网络的谐波检测方法;(5)基于瞬时无功功率理论的谐波检测方法;(6)基于时域变换的谐波电流检测法。

基于重复控制的三相4线制有源电力滤波器研究

ＺＨＡＮＧＧｕｏｒｎｇ，ＣＨＥＮｕｆｉ —ｏＹｍｅ
（ｓａｃｅｔｒｆｒＰｈｔｖｌａｃＳｓｅＥｎｎｅｉｇＭｉｉｔｙｏＲｅｅｒｈＣｎｅｏｏｏｏｔｉｙｔｍｇｉｅｒｎｎｓｒｆＥｄｕａｉｎ，ｈｅｇｃｔｏｔｅＥｎｒｙＩｓｉｕｅｆｎｔｔｔＨｅｏＵｎｖｒｉｙｏｅｈｏｏｙ，ｆｉ２００，ｈｉＣｈｎ）ｉｅｓｔｆＴｃｎｌｇＨｅｅ３０９Ａｎｕ，ｉａ
摘要：用三相４制有源电力滤波器解决电网中谐波、功功率和三相不平衡等电能质量问题。介绍采线无了三相４桥臂有源电力滤波器主电路结构，及基于瞬时无功功率理论中的ｉｉ波检测方法。采用重复以一谐
ＡｂｔａｔＴｈｈｅ — ｈｓｏｒｗｉｅａｔｅｐｗｅｉｅｒｓｄｔｏｖｈｏｒｑａｉｙｐｏｌｍｓ，ｕｈｓｒｃ：ｅｔｒｅｐａｅｆｕ — ｒｃｉｏｒｆｌｒａｅｕｅｏｓｌｅｔｅｐｗｅｕｌｒｂｅｖｔｔｓｃ
ｐｏｅｈｅｒａｎｒｄｕｃｄ．Ｔｈｅｅｔｔｖｏｎｔｏｌｓｒｔｇｙｗａｅｔｏｄｅｃｍｐｎｓｔｕｒｅ，ａｗｒｔｏｙｗｓｉｔｏｅｒｐｅｉｉｅｃｒｔａｅｓｕｓｄｏｐｒｕｃｏｅａｅｃｒｎｔｎｄｕｓｄＭａｌｂｓｍｕａｉｎｏｄｅｉａａｅｅｓｏｆｔｅｒｐｅｉｉｅｃｔｏｌｒＵｓｎｇｔｓｓｈｅｅｃｎｃｍｐｅｓｔｏｅｔａｉｌｔｏｔｓｇｎｐｒｍｔｒｈｅｔｔｖｏｎｒｌｅ．ｉｈｉｃｍａｏｎａｅｆｒｔｒｏｃｈｅｈａｍｎｉｓ，ｎｅｔｖｅｓｑｕｎｃｎｄｚｒｅｕｅｃｕｒｅｔｏｈｒｅｐｈａｅｆｕｒｗｉｅｓｓｅｇａｉｅｅｅａｅｏｓｑｎｅｃｒｎｆｔｅ — ｓｏ — ｒｙｔｍｅｆｃｉｌＡｎｄｆｅｔｖｅｙ．ｔｘｒｍｅｔｌｒｓｔｈｏｔａｉｉｙｏｆｔｒｐｏｅｅｈ．ｈｅｅｐｅｉｎａｅｕｌｓｓｗｈｅｖｌｄｔｈｅｐｏｓｄｍｔｏｄ

三相四线制不对称系统有源电力滤波器的研究

器。在谐波检测环节采用任意次谐波电流的无锁
相环的检测方法来减小电路设计和调试难度，同
时增强抗干扰能力；在补偿电流控制环节采用了
三维空间矢量脉宽调制（Ｄ— ＶＰ３ＳＷＭ）术来技
解决中线电流补偿问题以及提高补偿精度。
２并联电力有源滤波电路的控制方法
真，验证控制算法的正确性。关键词：有源电力滤波器三相四线制不对称系统三维空间矢量脉宽调制仿真
以带电容中点的三桥臂ＰＷＭ变流器为主电路的
三相四线并联有源电力滤波器为研究对象。
有源电力滤波器系统由指令电流的运算电路（谐波检测电路）和补偿电流发生电路构成
系统的任意次谐波电流的无锁相环的检测和三维空『百１
根据中线电流补偿方式不同，应用于三相四线并联有源电力滤波器的拓扑结构主要有两种：
三桥臂ＰＭ变流器和四桥臂ＰＭ变流器。文ＷＷ本
矢量脉宽调制技术，对有源电力滤波器进行了建模及仿
有源电力滤波器（Ｆ）ＡＰ的基本工作原理是，在非对称三相四线制系统中，由于中线电流
实时检测补偿对象的电压和电流，经指令电流
的运算电路计算得出补偿电流（波）谐的指令信号，信号经补偿电流发生电路放大，出补偿该得
静 ∞ 西
研究与交流
三相四线制不对称系统有源电力滤波器的研究
王群京许维国李国丽漆星
合肥工业大学（３０９）２００

三相四线有源电力滤波器的研究的开题报告

三相四线有源电力滤波器的研究的开题报告一、选题背景近年来，随着电子设备的普及和社会经济的发展，电力质量问题受到了越来越多的关注。

电力质量问题主要表现为电压波动、频率变化、谐波失真、闪变、电磁干扰等方面的问题。

其中，谐波问题是电力质量问题中比较常见的一种。

谐波会引起电网的过载问题，在某些情况下还可能会损坏设备，甚至影响到电网的稳定性。

因此，电力谐波控制的研究变得越来越重要。

滤波器的应用是一种有效的解决谐波问题的方法。

滤波器可以通过消除谐波的方式来控制电网的电力质量。

有源电力滤波器是现代电力滤波技术中的一种新型滤波器，它可以实现高效稳定的谐波控制，被广泛应用于电力系统中。

二、研究目的本研究旨在研究三相四线有源电力滤波器的原理、模型与控制策略，实现有源电力滤波器对电力谐波的有效控制，并优化有源电力滤波器的控制方法，提高其滤波效率和性能。

三、研究内容1. 有源电力滤波器的基本原理及结构2. 有源电力滤波器的模型分析及建模方法3. 有源电力滤波器的控制策略研究4. 有源电力滤波器的性能优化研究5. 实验验证与结果分析四、研究计划1. 第一年（1）学习相关电力电子技术，研究有源电力滤波器的基本原理及结构；（2）对有源电力滤波器的模型进行分析，建立相应的数学模型；（3）研究有源电力滤波器的控制策略，包括基于 PI 算法的控制、模型预测控制等；（4）设计并搭建基于 MATLAB 平台的有源电力滤波器仿真系统。

2. 第二年（1）完善有源电力滤波器的控制策略，并进行仿真验证；（2）进行实验验证，并对实验结果进行分析；（3）在实验基础上，对有源电力滤波器的性能进行优化研究。

3. 第三年（1）总结前两年的研究成果，撰写论文；（2）进行论文的修改完善，以及论文的答辩和发表工作。

五、研究意义本研究可以有效解决电力谐波问题，提高电力质量，保障电力系统的稳定性。

同时，优化有源电力滤波器的控制方法，提高其滤波效率和性能，具有较高的实用性。

有源电力滤波器无差拍控制策略的研究

关键词：有源电力滤波器：复合谐波；电流检测：差拍控制无
中图分类号：Ｎ１Ｔ７３文献标识码：Ａ文章编号：００ＩＯ２１）４０３ — ２１０一ＯＸ（０００ — ０８０
ＲｅｅｒｈｏａｅｔＣｏｔｏｎｈｔｖｗｅｌｅｓａｃｎＤｅｄｂａｎｒｌｉｔｅＡｃｉｅＰｏｒＦｉｔｒ
提出了一种新型无差拍控制策略，过对系统结构的分析建立完整的数学模型，ＡＦ各相输出补偿电流之间的耦通对Ｐ
合问题进行深入研究并提出相应的解决方法。仿真分析和实验结果验证了复合谐波电流检测算法和无差拍控制策
略的有效性和正确性
ＡｂｔａｔＡｃｍｐｕｄｈｒｎｕｒｎｅｃｉｆｈｃｉｏｅｆｔｒＡＦ，ｃｄｎｅｌａｕｒｎｄｔｔｎｓｒｃ：ｏｏｎａｍｏｉｃｒｔｔｔｎｏｅａｔｅｐｗｒｉｅ（Ｐ）ｉｌｉｇｔｏｄｃｒｔｅｃｏｃｅｄｅｏｔｖｌｎｕｈｅｅｉ
ａｄｔｅｓｕｃｕｅｔｄｔｃｉｎｉｐｏｏｅ．ｏｅｄａｂａｏｔｌｓｒｔｇｓｐｏｏｅｏｈＦｗｉｏｒｂｉｇｎｈｏｒｅｃｒｎｅｅｔｓｒｐｓｄＡｎｖｌｅｄｅｔｃｎｒｔｅｙｉｒｐｓｄｆｒｔｅＡＰｔｆｕ — ｒｅｏｏａｈｄｔｐｌｇ．ａｅｎｔｅａａｙｉｏｅｔｐｌｇｆｈｙｔｍ，ｏｌｔｔｅｔａｄｌｉｅｔｂｉｈｄＴｅｃｕｌｇａｏｏｏＢｓｄｏｎｌｓｓｆｈｏｏｙｏｅｓｓｅａｃｍｐｅｅｍａｈｍａｉｌｍｏｅｓｓｌｅ．ｈｏｐｉ — ｙｈｔｏｔｃａｓｎｍｏｇｔｅｏｔｕａｍｏｉｕｒｎｓｏｖｒｈｓｎｔｅＡＰｓａａｙｅ，ｎｈｅｏｐｉｇｍｅｈｄｉｐｅｅｔｄＴｅｎｈｕｐｔｈｒｎｃｃｒｔｆｅｅｙｐａｅｉｈＦｉｎｌｚｄａｄｔｅｄｃｕｌｔｏｓｒｓｎｅ．ｈｅｎｓｌｔｎａｄｅｐｒｎａｅｕｔｄｍｏｓｒｔｈｆｃｉｅｅｓｏｈｒｐｓｄｃｍｐｕｄｈｒｎｃｃｒｎｅｅｔｎｉａｉｎｘｅｉｍｕｏｍｅｔｌｒｓｌｅｎｔｅｔｅｅｆｔｎｓｆｔｅｐｏｏｅｏｏｎａｍｏｉｕｒｔｄｔｃｉｓａｅｖｅｏｍｅｈｄａｄｔｅｄａｂａｏｔｌｔｔｇ．ｔｏｎｈｅｄｅｔｎｒｒｅｙｃｏｓａＫｅｗｏｄ：ｃｉｅｐｗｒｆｔｒｏｏｎａｏｉ；ｃ￣ｅｔｄｔｃｉｎ；ｄａｂａｏｔｌｙｒｓａｔｏｅｌ；ｃｍｐｕｄｈｒｎｃｕｎｅｅｔｖｉｅｍｏｅｄｅｔｎｒｃｏ

三相四线多重化有源电力滤波器控制策略研究的开题报告

三相四线多重化有源电力滤波器控制策略研究的开
题报告
一、研究背景
随着电力电子技术的不断发展，电力质量问题日益受到关注。

其中，谐波污染是一种常见的电力质量问题，可以导致电网中的电压和电流畸变，损坏供电设备，对电力系统的稳定性和可靠性产生不良影响。

为了
解决谐波污染问题，研究人员提出了许多技术，其中包括使用有源电力
滤波器来降低谐波电流。

当前，大多数有源电力滤波器都是采用三相三线结构，通过空间载
波与辅助电路来控制谐波电流。

但是，随着用电负荷的不断增加，三相
三线结构已经难以满足需求，因此需要采用更加先进的多重化技术，例
如三相四线结构。

同时，在多重化的环境下，如何设计控制策略以实现
有效的谐波抑制也成为了重要的研究课题。

二、研究目的
本研究旨在探索三相四线多重化有源电力滤波器控制策略，并通过
仿真实验验证其有效性。

具体的研究目标包括：
1.设计可靠的多重化控制系统，包括多个电源和多个逆变器。

2.开发多种控制算法，以实现最优化的与最小化的损耗。

3.利用仿真实验验证控制策略的有效性，包括在不同负载条件下的
对谐波抑制效果、系统稳定性和安全性等方面。

三、研究内容
1.多重化控制系统设计
2.多重化控制算法设计，包括序列循环控制，协同控制和优化控制等。

3.仿真实验设计与结果分析
四、研究意义
本研究将为新型电力滤波器的设计与控制提供一种新的思路，有助于解决现有电网中的电力质量问题。

同时，该研究也可以提高电力系统的稳定性和可靠性，促进电力智能化的发展，有重要的工程实际意义和应用前景。

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１引言
控制（ｅｄｅｔｏｔ１是一种在电流滞环比较控ｄａｂａｃｎｏ）ｒ制基础上发展起来的全数字控制技术，际上是实
一
采用先进电力电子技术的电力有源滤波器（ｃｖｏｅｉｅ，ＡＦ是一种能动态抑制谐ＡｔｅＰｗｒＦｌｒＰ）ｉｔ
种预测控制方案。该控制方法是利用前一时刻
波和补偿无功功率的电力电子装置。近年来，对电力有源滤波器的研究和应用得到迅速发展。目前，和三相三线制的电力有源滤波器技术的单相发展较为成熟，的产品已应用于工业生产中。有在三相四线制系统如何使用有源滤波器，是近来国内外学者共同关注的问题。由于零线的存在，三相四线制电力有源滤波器的结构和控制使电路与三相三线制系统有所不同。根据中线电流补偿方式的不同，相四线制有源滤波器又分为三三桥臂和四桥臂两种拓扑结构。由于四桥臂ＡＦＰ对零线电流是进行直接控制的，补偿效果要好故
相四线制有源电力滤波器的的无差拍控制策略进
行研究，得到了相关结论。
ｌｓ，ａｓｍｕａｉｎｓｕｔｈｓｆｒｏａｔｉｌｔｔｄｙｗｉｔｅｏｔｅｆＭＡＴＬＡＢ，ｏｈｄａｂａｏｔｏＳｐｌｃｔｏｎｏｈｗａｎｔｅｅｄｅｔｃｎｒｌａｐｉａｉｎｉｔｒｅｐｓｏｒｉｅａｔｖｏｒｆｌｅａｅｏ．ｈｅ — ｈａｅｆｕ —ｒｃｉｅｐｗｅｔｒｈｓｂｅｎｄｎｅｉＫｅｗｏｄＴｈｅ — ｈｓｏｒｗｉｅ；Ａｃｉｅｐｗｅｌｅ；Ｄｅｄｅｔｃｎｏｙｒｓ：ｒｅｐａｅｆｕ — ｒｔｖｏｒｆｔｒｉａｂａｏｔｌｒ
ｂａｃｎｒｌｔｔｙｗｉｏｌｐｅｎｒｅｐａｅｆｕ—ｉｃｖｏｅｌｒＡＦ、Ａｅｔｏｔｒｅ，ｈｃｃｕｄｉｌｏｓａｇｈｍｍｅｔｎｔｅ—ｈｓｒｒａｔｅｐｗｒｔ（Ｐ）ｔｉｈｏｗｅｉｉｆｅ
ＡｂｔａｔＢｓｎｔｅａａｙｉｏｅｔｐｌｇｆｔｅｆｕ — ｇｃｎｅｔｒ，ｉｐｐｒｐｅｅｔａｄａ — ｓｒｃ：ａｅｏｎｌｓｓｆｈｏｏｙｏｏｒｌｏｖｒｈｔｏｈｅｅｔｓａｅｒｓｎｓｅｄｈ
维普资讯
第２卷８
第４期
电力电容器
ＰｏｒＣａｃｔｒｗｅｐａｉｏ
Ｖ０．Ｎｏ４１２８．Ａｕ．２０７ｇ０
２００７年８月
三相四线制ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ源电力滤波器无差拍控制策略研究
刘斌，国宏曾
（京交通大学电气工程学院，北北京１０４００４）摘要：首先对三相四线制有源电力滤波器的四桥臂主电路拓扑结构进行了电路分析。基于此．出一种能适用于三相四线制有源电力滤波器的无差拍控制方法。最后用ＭＡＬＢ对无提ＴＡ差拍的控制策略在三相四线制有源电力滤波器中的应用进行了仿真实验。关键词：三相四线制；有源电力滤波器；无差拍控制
好的动态性能。
无差拍控制策略在三相三线制有源电力滤波
器的应用，参考文献［］４已经有了详细的论述。
对于三相四线制有源电力滤波器，由于中线的引
入，不仅需要控制三相补偿电流，还需要对主电路进行控制使补偿后的中线电流也为零。本文对三
于三桥臂的间接控制效果。
的补偿电流的参考值和实际值，预测下一时刻的电流参考值及各种开关状态下变流器的电流输
出，选择使电流误差最小的开关模式作为下一时刻的开关状态。理论分析和仿真结果证明无差拍
的控制策略具有简单、可靠、准确的优点，且有较
中图分类号：Ｎ１，文献标识码：Ｔ７３８Ｂ文章编号：０２０４（０７０－２－１０－３９２０）４０２００４
Ｓｕｙｏａｂａｎｒｌａｄｉｐｃｔｎｉｒｅ－ｈｓｕ－ｒｔｅＰｏｒＦｉｅｔｄｎＤｅｄｅｔＣｏｔｏｎｔＡｐｆａｉＴｈｅ－ａｅＦｏｒ－ｅＡｃｉｗｅｌｒｓｉｏｎｐｗｉｖｔ
ＬＵｎ，ＺＥＮＧｏｈｎＩＢｉＧｕ — ｏｇ
（ｃｏｌｆｌｔｃｌｎｉｅｒｇＢｉｎｉｔｎｎｖｒｉ，ｅｉｇ１０４ＣｉＳｈｏｏｅｒａＥｇｎｅｎ，ｅｉｇＪｏｇＵｉｅｓｙＢｉｎ００４，ｈｎＥｃｉｉｊａｏｔｊａ）