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　　摘 要：介绍了一种基于改进型谐波检测方法的并联型有源滤波器的闭环控制方案。该改进型检测方法用积分、延时和增益环节代替传统ip,iq检测方式中的低通滤波器,检测延时可减少到1/6个电源周期,同时这种方法可以推广到单相、三相四线电路和三相不平衡负载的场合中。采用三角载波方法进行电流闭环跟踪,主电路器件开关频率固定且补偿电流准确跟踪指令电流。基于能量平衡原理并借助检测环节实现了逆变器直流侧电压的闭环控制。仿真结果验证了该控制方案的正确性,采用该方案后,电源电流得到有效改善。

　　关键词：并联型有源滤波器；谐波检测；电流跟踪；直流侧电压控制

　　电力电子器件的广泛使用导致电力系统的谐波问题日益严重。有源电力滤波器(APF)是目前补偿谐波和无功的重要的电力电子装置。传统的APF谐波电流检测方法如快速傅立叶变换方法需要进行2次变换,这大约需要80ms的时间,导致其实时性不好。最小补偿电流法是一种快速(实验部分给出的检测延时是1/2个电源周期)的谐波检测方法,但是检测环节需要比例调节器和一个辨别极性的反馈电路,从而增加了系统复杂度。文献[4]提供了一种基于神经网络自适应算法的可选择谐波和无功电流检测方法,这种方法有约2个电源周期的检测延时,且截止谐波次数的选取缺乏理论根据。基于瞬时无功功率理论的检测方法将检测出的基波电流和负载电流相减,得到全部谐波电流。但是这种检测方法中低通滤波器(LPF)的存在,使检测延时达到1～2个电源周期,从而影响了APF的补偿性能。

　　本文介绍了一种基于改进型谐波检测方法的并联型有源滤波器的闭环控制方案。改进型方法检测延时小,可以推广到单相、三相四线电路和三相不平衡负载的场合中。采用三角载波方法进行电流闭环跟踪控制,基于能量平衡原理并借助检测环节实现逆变器直流侧电压的闭环控制。仿真结果表明:采用上述控制方案的并联型有源滤波器能实时、有效地补偿系统的谐波和无功电流。

1 改进型ip,iq谐波检测方法

　　设对称的三相负载电流为

(1)

经过傅立叶分解,有

(2)

式中,ω为电源角频率;I_6k+1,I_6k+3,I_6k+5,φ_6k+1,φ_6k+3,φ_6k+5为各次电流对应的有效值和初相角;k为非负整数。据此可求出i_p,i_q为

(3)

　　由式(3)可以看出i_p,i_q中除直流分量外,交流分量的周期为电源周期的1/6,即交流分量在1/6个电源周期内的平均值为0。因此通过平均值算法可以得到i_p和i_q的直流分量ip和iq,如图1所示。

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关键词： 有源 滤波器 控制 方法 检测 改进型 谐波 基于