三相有源电力滤波器simulink仿真
基于Simulink的三相逆变SVPWM的仿真实现(精)
Simulink 是MTALAB 最重要的组件之一，它提供一个动态系统建模、仿真和综合分析的集成环境。
在实际设计之前利用Simulink 进行仿真不仅可以降低设计成本，还能及时发现设计中存在的问题，加以改正。
本文给出了基于Simulink 的SVPWM控制策略仿真的全过程和结果。
1SVPWM 的原理介绍SVPWM ，即空间电压矢量控制法，它的主要思想［1］是以三相对称正弦波电压供电时三相对称电动机定子理想磁链圆为参考标准，以三相逆变器不同开关模式作适当的切换，从而形成PWM 波，以所形成的实际磁链矢量来追踪其准确磁链圆。
传统的SPWM 方法从电源的角度出发，以生成一个可调频调压的正弦波电源，而空间电压矢量控制法将逆变系统和异步电机看作一个整体来考虑，模型比较简单，也便于微处理器的实时控制。
相比于传统的SPWM 法，SVPWM 有如下特点［2］：1）在每个小区间虽有多次开关切换，但每次开关切换只涉及一个器件，所以开关损耗小。
2）利用电压空间矢量直接生成三相PWM 波，计算简单。
3）逆变器输出线电压基波最大值为直流侧电压，比一般的SPWM 逆变器输出电压高15％SVPWM 控制的实现［3］通常有以下几步：（1）坐标的变换三相逆变系统有三组桥臂，设a 、b 、c 分别表示三组桥臂的开关状态，上桥臂导通下桥臂关断时其值为1，反之则为0。
那么可以得到三相逆变器输出的相电压和线电压之间的关系如下：V a V b V c 22222222＝V dc 2－1－1－12－1－1－1222a b 22c（1）其中，V dc 为逆变桥直流电压，令U＝[a，b ，c]表示一个矢量，当a 、b 、c 分别取1或者0的时候，该矢量就有8中工作状态，分别为[0，0，0]，[0，0，1]，[0，1，0]，[0，1，1]，[1，0，0]，[1，0，1]，[1，1，0]，[1，1，1]，如果我们用U 0和U 7表示零矢量，就可以得到6个扇区，三相控制可以用一个角速度为W＝2πF 的空间矢量电压U 表示，当U 遍历圆轨迹时，形成三相瞬时输出电压，理论证明，当U 落入某一扇区后，用该扇区两边界矢量和零矢量去合成U 可以得到最佳合成效果。
三相有源滤波器的仿真研究
安徽工业大学毕业设计(论文)任务书课题名称三相并联有源滤波器的仿真研究学院电气信息学院专业班级电气工程及其自动化091姓名邓伟学号099064111毕业设计(论文)的主要内容及要求：1.了解电能质量的基本概念，掌握并联型有源电力滤波器基本概念及其基本工作原理。
2.理解并联型有源电力滤波器控制方法的原理，理解瞬时无功功率理论，掌握以此为基础的谐波电流检测方法。
3.熟练应用MATLAB软件，利用其中的Simulink工具箱建立起仿真模型，对并联型有源电力滤波器进行仿真研究。
4.完成5000汉字以上的英文资料的翻译。
5.熟练应用计算机，包括上网查找中、英文参考资料以及计算机编程、仿真等。
6.在理论分析的基础上，建立起仿真模型、进行仿真实验，得出仿真结果（图形或数据），来验证理论分析的正确性。
2013R年 3 月 1 日至2013 年 6 月12 日共15 周指导教师签字系主任签字院长签字摘要随着电力电子技术的发展及电力电子装置的普遍应用，在电力系统中产生了大量的电力谐波，已引起世界各国的广泛关注。
有源电力滤波器（APF）作为一种治理电网谐波行之有效的方法，能对频率和幅值都变化的谐波进行跟踪补偿，且补偿效果不受电网阻抗的影响，因而成为谐波抑制的重要趋势。
论文首先介绍了并联型有源电力滤波器的基本结构和原理，进而研究了基于瞬时无功功率理论的三相电路谐波电压检测方法。
接着讨论了PWM变流器的控制方法以及直流侧电容电压的控制策略。
其次，本文对并联型有源电力滤波器一些参数的进行选择。
这些参数的选择很大程度上决定了APF的补偿性能。
在前几章的基础上，最后利用了Matlab/simulink对三相并联型有源电力滤波器进行了系统的建模与仿真。
关键词：并联型有源电力滤波器；谐波检测；三角波控制；直流侧电压控制；ABSTRACTAs the rapid development of power electronics and the common use of the power electronic devices, there are more and more harmonic emerges in power system. All over the world, people become concerning about the power quality issue. Active Power Filter (APF) , as one effective method to correct the power harmonic, can dynamically trace and compensate any harmonic which is varying in frequency and amplitude, while network impedence has no effect on the compensation performance. Therefore, APF becomes an important trend to restrain power harmonic.Firstly, this article introduces the basic principle and structure of shunt APF, then studies a real time detecting method of harmonic voltage for three-phase circuit based on the instantaneous reactive power theory. Then discuss the control scheme of the PWM converter and the DC side voltage is discussed.Secondly,through the researches which have been carried out for shunt active power filter, the selection of the main circuit switching components are discussed detailedly. These parameters have great influences on the steady and dynamic compensation characteristics of shunt APF.Based on the former chapters, chapter 4 completes the modeling and simulation of the three-phase shunt APF using Matlab/Simulink.Key words: shunt APF; harmonic detect method; triangular wave control; DC side voltage control;目录摘要................................................................... ABSTRACT (II)目录 (III)第一章绪论 01.1选题目的及意义 01.1.1电力系统谐波 01.1.2谐波的治理策略 (1)1.2 有源电力滤波器研究现状及发展趋势 (2)1.2.1有源电力滤波器的国内外研究现状 (2)1.2.2有源电力滤波器的发展趋势 (3)1.3本文所做的工作 (4)第二章并联型有源电力滤波器 (5)2.1 有源电力滤波器 (5)2.2有源滤波器的工作原理 (8)2.3主电路结构及其相关参数设计 (9)2.3.1主电路工作原理 (9)2.3.2开关器件的选择 (11)2.3.3主电路容量 (11)2.3.4开关频率与死区时间 (11)2.3.5直流侧储能电容稳定电压 (12)2.3.6储能电容C (12)2.3.7交流侧电感L (12)2.4 本章小结 (13)第三章有源滤波器的谐波电流检测技术 (14)3.1常用的谐波电流检测技术 (14)3.2基于瞬时无功功率理论的ip -iq谐波电流检测法 (15)3.3 PWM控制方式的研究 (18)3.3.1 定时瞬时值比较PWM控制方式 (18)3.3.2 三角波比较PWM控制方式 (19)3.3.3 滞环瞬时值比较方式 (19)3.4本章小结 (20)第四章三相串联型有源电力滤波器的建模与仿真 (21)4.1 Matlab/Simulink仿真软件及其工具箱简介 (21)4.2系统仿真模型的构建 (22)4.3 有源电力滤波器仿真模型设计 (23)4.3.1 谐波源建模 (23)4.3.2 并联型有源电力滤波器建模 (23)4.4 仿真实验及结果分析 (27)4.5 本章小结 (32)第五章总结与展望 (33)5.1论文总结 (33)5.2下一步工作展望 (33)致谢 (34)参考文献 (35)第一章绪论1.1选题目的及意义随着科学技术与现代化建设的发展,电能在现代社会工业生产和日常生活中成为了不可缺少的重要能源之一。
基于Simulink三相桥式整流电路及其滤波器的设计综述
2013届本科毕业设计三相桥式整流电路及其滤波器的设计院（系）名称物理与电子信息学院专业名称电气工程及其自动化学生姓名学号指导教师完成时间2013年5月8日三相桥式整流电路及其滤波器的设计物理与电子信息学院电气工程及其自动化专业学号：指导教师：摘要：本文在对三相桥式全控整流电路的理论分析的基础上，采用Matlab的可视化仿真工具Simulink建立了三相桥式全控整流电路的仿真模型，对输出电压、电流、控制角、以及负载特性进行了动态仿真与研究。
仿真结果和理论计算结果一样，从而证明了仿真结果的有效性和精确性，加深了对三相桥式整流电路的认识和理解，同时对系统的的无功和谐波进行了仿真分析；然后根据无功补偿和滤波的需要提出了无源滤波器的参数确定方法；接着设计出了各次无源滤波器，并将其接入系统，通过仿真分析验证其无功补偿和滤波的可行性，达到了对三相交流电整流和对谐波电流滤除的效果。
关键词：整流电路；Simulink；谐波；无源滤波Design of Three-phase Bridge Rectifier Circuit and FilterCollege of Physics and Electronic Information Electrical Engineering and Automation No:Tutor:Abstract: The paper based on the analysis of the three-phase bridge controlled rectifier circuit theory, Using the visualization simulation tool Simulink of Matlab estanlish three-phase bridge control rectifier circuit. The dynamic simulation and analysis of ontput voltage，current, and load characteristic were performed. the same are simulation results and theoretical calculation results, demonstrating the accuracy and effectiveness of the simulation results, at the same time deeping the understanding of the three-phase bridge rectifier circuit, and then simulint and analyze the reactive power and harmonics of system before filtering ; Secondly determine the parameters of passive harmonic filters; Thirdly connect the filters to the system to simulate and analyze the effect of reactive power compensation and harmonic suppression,reached to the effect of the three-phase alternating current rectifier and the harmonic current filter.Key words: Rectifier circuit; Simulink; Harmonic; Passive filter目录摘要 (1)1 引言 (3)2 基于Simulink的三相桥式整流电路建模及仿真分析 (3)2.1 三相桥式整流电路原理 (3)2.2 三相桥式整流电路建模及参数设置 (4)2.2.1 Matlab/Simulink简介 (4)2.2.2 基于Simulink的建模 (5)2.3 三相桥式整流电路的Simulink的仿真分析 (5)2.3.1 在纯电阻负载时不同触发角的仿真分析 (6)2.3.2 在电阻电感负载时不同触发角的仿真分析 (9)3 三相桥式整流电路的谐波电流的分析及滤除 (11)3.1 谐波概念及产生原因和危害 (11)3.2 三相桥式整流电路的谐波电流的仿真分析 (14)3.3 滤除谐波的方法简介与应用 (15)3.3.1 常用无源滤波器的设计 (16)3.3.2单调谐滤波器的原理及特性 (16)3.3.3双调谐滤波器的原理及特性 (17)3.3.4高通滤波器的原理及特性 (17)4 三相桥式整流电路滤波电路的设计仿真 (18)4.1 三相桥式整流电流在电阻负载及特定触发角下装置的谐波和功率分析 (19)4.2 确定补偿容量及各个滤波器的按比例分配的补偿的无功功率 (19)4.3 单调谐滤波器及高通滤波器的相关计算 (20)5 结束语 (21)参考文献 (22)致谢 (23)1 引言整流电路[1]是电力电子电路中出现最早的一种，它将交流电变为直流电，应用十分广泛，电路形式多种多样，各具特色。
三相三线制并联型有源电力滤波器的仿真
三相三线制并联型有源电力滤波器的仿真摘要随着分布式发电接入电网，并网逆变器等电力电子设备得到大量使用，谐波的危害日益严重，使电网的供电质量受到影响。
相比于无源滤波方式，有源滤波是一种新型的谐波抑制方法。
有源电力滤波器是一种用于动态抑制谐波的新型电力电子装置，本文以三相电路瞬时无功功率理论为基础检测谐波电流，对三相三线制并联型有源电力滤波器做出了仿真分析，仿真结果表明参数设计合理，可以有效抑制电源电流中的谐波。
关键词谐波；瞬时无功功率；三相三线制；有源电力滤波器；仿真近年来，随着分布式发电接入电网，并网逆变器等电力电子设备得到大量使用，带来的谐波问题日益严重。
有源电力滤波器是一种新型的电力电子装置，它不仅能补偿各次谐波，还可补偿无功，有一机多能的特点，在性价比上较为合理；滤波特性不受系统阻抗的影响，可消除与系统阻抗发生谐振的危险；具有自适应功能，可自动补偿变化着的谐波。
本文基于三相电路瞬时无功功率理论，对三相三线制并联型有源电力滤波器进行了设计与仿真，仿真结果表明参数设计合理，可以有效抑制电源电流中的谐波。
1 基于瞬时无功理论的谐波检测[1]三相电路瞬时无功功率理论突破了传统的以平均值为基础的功率定义，系统地定义了瞬时无功功率、瞬时有功功率等瞬时功率量。
以该理论为基础，可以得出用于有源电力滤波器的谐波电流实时检测方法。
以瞬时无功功率理论为基础的三相电路谐波电流的检测方法如图1所示。
图1 基于瞬时无功理论的三相谐波检测算法图中，、、和、、分别为各相电压和电流的瞬时值，、两相瞬时电压、和、两相瞬时电流、，，，LPF为低通滤波器。
2 三相三线制并联型有源电力滤波器[2-3]补偿谐波时，有源电力滤波器首先检测负载电流的谐波分量，将其反极性后作为补偿电流的指令信号，由补偿电流发生电路产生的补偿电流即与负载电流中的谐波分量大小相等、方向相反，因而两者相互抵消，使得电源电流中只含基波，不含谐波。
上述原理可用如下的一组公式描述：（16）（17）（18）（19）式中—负载电流的基波分量。
基于Simulink的5次谐波滤波器仿真实验
电力系统仿真课程实验报告基于MATLAB/Simulink的Park变换、三相序分量分析与5次谐波滤波器时域分析仿真实验报告专业:电力系统及其自动化课程名称:电力系统仿真指导教师:易斌学员姓名:豆兴伟学号:11109042012/12/23摘要：以对三相电路的Park变换、三相序分量分析和5次谐波滤波器时域分析的Simulink仿真为例，介绍了在MATLAB/Simulink 仿真环境中建立电力系统仿真模型的基本方法，以及如何利用仿真模型对电路节点进行需要的波形分析和时域分析。
通过对比电路仿真结果和理论计算结果，分析电路各器件工作原理与工作方式，论证了Simulink/SimPowerSystem仿真平台可以很方便地创建和维护一个完整的电力系统模型，对不同电路结构进行精确分析并验证系统性能。
关键词：Park变换；三相序分量；5次谐波；时域分析；Simulink一、实验原理1、Park变换同步电机是电力系统的重要元件，主要由定子和转子两部分组成。
一般情况下，推导同步电机的数学模型时是用abc坐标系统表示的电压和磁链方程。
abc三轴就是定子三相绕组的中心轴线。
定子三相绕组中的电流分别表示如下：利用该坐标系统建立同步电机的电压和磁链方程时非常容易理解，但是所建立的方程为变系数微分方程，求解比较困难。
为克服这一困难，将定子abc三相绕组的磁链和电压方程用一组新的变量替换，即进行一次坐标变换，此处省略推导过程，直接给出最常用的变换是Park变换。
Park变换是将abc坐标系统下的表示成坐标系统下的。
d轴为转子中心线，称作纵轴或直轴；q轴为转子间极轴，称作横轴或交轴，按转子旋转方向，d轴比q轴超前90°；0坐标轴是抽象的。
这样变换后的电流表示方式如下：Abc坐标系统变换为dq0坐标系统的变换公式如下：SimPowerSystem元件库中提供了abc_to_dq0Transformation元件可以直接实现Park变换。
有源电力滤波器simulink仿真
用负载电流减去，
i q I q cos 1 t
得谐波电流
有源电力滤波器simulink仿真
5.利用复功率计算法（p-q法）
有源电力滤波器simulink仿真
6.
该方法中需用到与 a 相电网电压 ea 同相位 的 正、 余弦信号 sinωt 和 - cosωt ,它们由一个 锁相环(PLL)和一个正、 余弦信号发生电路 得到。根据定义可算出 ip 、 iq ,经L PF 滤波 后可得 ip 、 iq 的直流分量 ip 、 iq (由 iaf 、 ibf 、 icf产生) ,因此由 ip 、 iq 即可算出iaf 、 ibf 、 icf ,进而算出 iah、 ibh、 ich。若要检 测 ih + iq ,则只需断开图 2 中计算 iq 的通道 即可。若只检有测源电i力q滤,波则器s只imul需ink仿对真 iq 反变换即可。
有源电力滤波器simulink仿真
有源滤波装置通过检测补偿对象的电压和 电流，得出与负载电流中的谐波电流大小 相等、方向相反的补偿电流，从而使电网 的电压、电流恢复为正弦波形。
有源电力滤波器simulink仿真
电路压）源型PWM变流器（主电
有源电力滤波器simulink仿真
有源滤波装置通过检测补偿对象的电压和 电流，得出与负载电流中的谐波电流大小 相等、方向相反的补偿电流，从而使电网 的电压、电流恢复为正弦波形。
有源电力滤波器simulink仿真
3.电压型补偿电路 电压型有源电力滤波器的基本结构是，其 直流侧有直流电容（直流侧是一个恒定的 电压源），变流器以电压逆变方式工作。 利用交流电抗器两端的电压差产生补偿电 流，并通过控制该电流使之与补偿电流指 令值一致，以实现补偿。
有源电力滤波器simulink仿真
并联有源电力滤波器的仿真研究
并联有源电力滤波器的仿真研究摘要：分析了三相并联型有源电力滤波器的系统结构和工作原理,介绍了改进的指令电流计算方法和主电路的控制策略,在传统方法的基础上增加了直流侧电压稳态控制环节，并由此建立了有源电力滤波器的仿真模型,并在MatLAB /Simulink平台上对该模型进行了仿真。
仿真结果表明谐波计算方法正确,主电路控制策略合理,所设计的有源电力滤波器能够有效地抑制谐波电流,显著提高了电能质量。
关键词：有源电力滤波器谐波谐波电流补偿1、引言随着电力电子技术的快速发展【1】,大量的非线性负载应用于工业生产和民用产品中,与传统的电弧炉、变压器和电焊机等设备一起构成电力系统中最主要的谐波源,使得电力系统的谐波污染日益严重;另一方面,精密仪器、自动控制以及测量仪表等设备则要求在电能质量良好的状况下运行。
因此,对电网谐波污染的治理势在必行。
采用有源电力滤波器(APF)抑制电网谐波,克服了LC无源滤波器易受电网阻抗影响、易与电网系统发生谐振等缺点,被认为是解决电力系统谐波、无功和三相不平衡等问题最有前途的方法之一。
但是有源电力滤波器涉及到的元器件较多而且参数不易确定,控制算法复杂,其主电路和控制电路包含开关器件,理论分析比较困难。
通过仿真研究能够验证相关算法;确定器件参数;了解各个环节的工作特性;指导系统的设计和实验的进行。
因此,对有源电力滤波器进行仿真研究具有非常重要的现实意义。
2.并联有源电力滤波器的工作原理有源电力滤波分为并联有源电力滤波【2】和串联有源电力滤波。
并联有源电力滤波主要对谐波电流和无功电流进行补偿，所以又可称作谐波电流发生器；串联型有源电力滤波主要对谐波电压进行补偿【3】，又可称为谐波电压补偿器。
本文主要介绍并联有源电力滤波器，其系统主要由两大部分组成，即指令电流运算电路和补偿电流发生电路。
原理框图如下图1所示。
图1并联型有源电力滤波系统框图其中，AC为交流电源，非线性负载为谐波源，它产生谐波。
三相两臂有源电力滤波器的参数设计优化及仿真分析
三相两臂有源电力滤波器的参数设计优化及仿真分析三相两臂有源电力滤波器的参数设计优化及仿真分析摘要：有源电力滤波器作为一种有效的电力质量控制技术，在现代电力系统中得到了广泛的应用。
本文针对三相两臂有源电力滤波器的参数设计及其优化问题展开研究，并通过仿真分析来验证其效果。
首先，介绍了有源电力滤波器的基本工作原理，包括控制电路和功率电路的组成；然后，针对有源电力滤波器的参数进行了详细的分析和讨论，包括滤波器的电流控制参数和电压控制参数，并对其进行了优化设计；最后，通过Matlab/Simulink仿真工具搭建了有源电力滤波器系统，对其参数设计进行了验证和分析。
关键词：有源电力滤波器；三相两臂；参数设计；优化；仿真分析一、引言随着现代电力系统中非线性负载的普及和复杂化，电力质量问题日益凸显。
非线性负载会引起谐波、电压闪变等问题，严重影响电力系统的正常运行。
有源电力滤波器作为一种有效的电力质量控制技术，能够实现对电网谐波、闪变等问题的快速、精确的补偿。
因此，有源电力滤波器在现代电力系统中得到了广泛的应用。
二、有源电力滤波器的基本工作原理有源电力滤波器由控制电路和功率电路组成。
其基本工作原理是通过控制电路实时检测电网中的谐波、闪变等问题，然后通过控制功率电路的方式，产生相应的谐波电流，与电网中的谐波电流进行相消，以达到电力质量控制的目的。
三、有源电力滤波器参数设计及优化1. 滤波器的电流控制参数设计滤波器的电流控制参数设计是关键的一步。
首先，根据电网中的谐波电流特征，确定滤波器的控制策略，包括电流参考生成、PI控制算法等。
然后，根据系统的稳态和动态响应要求，选择合适的控制参数，如PI控制器的比例增益、积分时间等。
2. 滤波器的电压控制参数设计滤波器的电压控制参数设计同样重要。
电压控制参数设计的目的是实现滤波器的电压跟随特性。
首先，根据电网的电压波形和频率，生成滤波器的电压参考信号。
然后，设计电压控制回路，包括比例、积分控制等，以实现滤波器电压的稳态和动态响应要求。
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基于单周控制的三相电力有源滤波器的研究与仿真
一、概述
本次三相电力有源滤波器的仿真，我们参考了重庆大学周林教授的一篇题为《三相有源电力滤波器控制方法的研究》的论文。
本论文的创新点在于将i q -i p 检测法和单周控制的方法结合起来，以弥补两种方法的不足之处。
传统的单周控制方法只能同时补偿无功电流和谐波电流，电路虽然简单，但有一定的的局限性。
通过加入i q -i p 检测法，可有效的控制补偿量，再结合单周控制的方法跟踪电流，从而可以有效灵活的控制APF 对接有非线性负载的电网进行灵活的补偿。
二、仿真基本思路
2.1 主电路
该仿真的主电路由电源，传输线路和非线性负载构成。
其中非线性负载是由三相不控整流电路和阻感性负载构成(R=10Ω，L=5mH).在负载交流侧每相还接入一个大小为2mH 的电感。
电网侧由三相正弦交流电源组成，有效值为
220V 。
APF 电路拓扑由三相全控电路组成，并联在非线性负载和电网电源的中间。
图2-1 主电路
2.2 谐波检测电路
谐波检测电路由Park 变换，锁相环PLL ，低通滤波电路LPF ，逆Park 变换构成。
基本工作原理为：首先采集负载端含有谐波的三相电流进行3-2变换，频率由a 相电压经过锁相环提供。
经过3-2变换之后，将得到的含有杂波的i d ，i q
直流分量经过低通滤波后得到负载电流的基波直流形式分量，再将侧
直流形式分量经过2-3变换后就得到负载电流的基波分量。
当i q通道和i p通道都同时存在时，APF对电网实现全补偿；若只有i p通道存在，断开i q通道，这时只补偿谐波。
图2-2 谐波检测部分
2.3单周控制电路
该电路的主要任务是让电源电流跟踪负载基波分量，从而达到滤波的效果。
其基本思路为：将由谐波检测电路所得到负载电流基波分量和实时采集到的电源侧电流分量求差，通过PI控制放大后，若电源电流小于负载电流基波分量，既PI模块输出为正，则下端比较强输出为负，闭锁与门，这是S ap输出为负，S an输出为正。
当电源电流大于负载电流基波分量时，积分器开始从0对输入的电源电流开始积分，一直积分到和PI调节出来的参考值相等时比较器电平翻转，这时RS触发器的复位端得到复位信号，输出端电平跳转，使得积分器复位，进行下一个周期的积分。
每一个周期开始前，RS触发器的置位端会出发一次。
通过此控制电路输出PWM波对开关电路进行控制，这样就会使电源电流在一个开关周期内跟踪上负载电流基波分量。
图2-3 单周控制部分
三、仿真结果
我们基于此论文的方法在MATLAB Simulink 平台上搭建的仿真模型，对其结果进行观察。
由于此前对电路的原理不是很熟悉，导致仿真出来的结果很不理想。
最大的问题是电源电流远大于负载电流基波分量。
见下图：
图3-1 错误的仿真波形
后来经过我们分析，造成电源电流远大于负载电流基波分量的原因是：我们在APF 的输出端加入了电阻负载，这部分电阻向电源索取有功分量，从而使电源电流变大。
后来我们明白，APF 电路中除了开关管开关损耗和通态电阻损耗之外，不应该有任何的有功损耗，而这部分有功损耗确实是靠相电网索取有功功率对APF 直流侧的电容进行充电，来稳定直流侧电压的，而若在APF 中加入电阻，势必会消耗额外的有功，这就是为什么我们第一次做出来的波形不对的原因。
第二个原因是控制模块的逻辑出错。
经过我们一步一步的排查，纠正错误，最终仿出了理想的波形。
下面介绍我们的仿真过程和结果。
3.1仿真模型搭建
3.1.1主电路
主电路如下图所示：
图3-2 系统仿真图
3.1.2谐波检测模块
谐波检测模块如下图所示，如果要实现只补偿谐波，则将iq通道增益环节改为1即可。
图3-3 谐波检测模块
3.1.3单周控制部分
图3-4 单周控制模块电路
3.1.4 APF 模块
图3-5 APF 电路构成
3.2 仿真结果
本仿真分别对补偿前和补偿后(分全补偿和只补偿谐波)的波形进行了观
测，并且应用Powergui 模块中的FFT 分析工具对所得波形进行频谱分析，观测其各次谐波含量占比。
3.2.1 补偿前电压，电流波形和频谱分析
图3-6 补偿前电压(左)，电流波形(右
)
图3-7 补偿前电压电流波形频谱分析
可以看见，由于电源侧考虑为理想情况，没有阻抗，则电压波形不含谐波，无畸变。
由于受到非线性负载的影响，电源侧电流含有较多的3、5、7次谐波，基波幅值为53.35A，波形畸变率为21.45%.下面接入APF分别观测全补偿和只补偿谐波的波形。
由于电源侧为理想状态，电压波形一直也是理想的，所以下面只观侧电流波形及其频谱。
3.2.2(a) 只补偿谐波时电流波形和频谱分析
图3-8 只补偿谐波时的电源电流波形和频谱检测
可以看见经过有源滤波器补偿之后3,5,7次谐波明显被消弱，A相电流基波幅值为53.23A，波形畸变率为4.57%。
因此波形明显改善，可认为滤波效果理想。
这里只展示的A相的频谱分析，B相、C相的波形畸变率分别为4.28%，4.43%。
由于控制系统响应的问题，大概在0.25S之后系统稳定，所以频谱从0.3秒的时候采集。
3.2.2(b)全补偿时的电源电流波形和频谱分析
图3-9 全补偿时的电源电流波形和频谱检测 可以看见经过有源滤波器补偿之后3,5,7次谐波明显被消弱，A 相电流基波幅值为49.72A ，波形畸变率为4.56%。
因此波形明显改善，可认为滤波效果理想。
这里只展示的A 相的频谱分析，B 相、C 相的波形畸变率分别为4.28%，
4.57%。
经观察，补偿的谐波波形为：
图3-10 APF 补偿的谐波波形
四、结论和心得
电力有源滤波器的传统方法是采用ip-iq 法提取负载电流波形中含有的谐波成分，再让APF 控制电路输出电流跟踪谐波波形。
谐波波形通常没有规律，而且成分复杂，在控制方面，很难跟踪一个谐波的波形，即使跟踪到位，对控制器本身的要求也是相当高。
而本文换了一种思路，直接让电源电流跟踪负载电流的基波分量从而达到滤波效果，应为负载电流基波分量是一个标准的正弦
波，可谓是大大简化跟踪的难度，进而简化控制电路的设计，也使得谐波和无
功补偿变得跟加灵活。
单周控制法自上世纪70年代提出以来已在工业生产中得到大量的应用，其结构简单，跟踪效果好特点被业界内的人士所认可。
本文通过再现仿真平台的办法验证了此有源滤波器控制方法的可行性和论文结论的正确性，由于文章参数并未完全告知，我们对内部PI控制器的参数都是以试和估计的方法得出，以至于和文章本身的结果还存在差异。
另外一个导致结果差异的原因是，文章所用的电压源并不是理想的而是含有少量谐波的电压源，而我们仿真是所用的是理想电压源，并忽略的线路阻抗。
在仿真过程中，由于前期没有弄明白原理，导致很多错误的发生，经过课堂上和老师、同学讨论之后，我们一直坚信这种方法是最有效的最简洁的，但我们也承认我们确实存在错误。
我们下来逐级排查错误，并且反复研读论文，最终调试成功。
这样的过程就是科研的过程，不断自我肯定和否定过程，这也是作为一名研究生需要经历的过程。