有源电力滤波器matlab仿真实验报告,基于Matlab有源电力滤波器APF的仿真研究

目前，对有源电力滤波器的研究越来越广泛。一方面，研究者众多，不仅有高等院校、研究所，而且也有许多电力局、大型企业等；另一方面，研究涉及谐波检测方法、控制策略、PWM 波的形成等有源滤波技术的各个方面，对谐波检测控制方法和谐波检测电路的实现方法研究尤其活跃，出现了许多新的方法，这些方法都是旨在提高谐波检测的实时性和检测精度，因为谐波检测方法及谐波检测电路的实时性和检测精度对有源电力滤波器的滤波性能起着决定性的作用。本文将使用 Simulink 来建立并联型有源电力滤波器的仿真模型，然后对仿真结果进行分析。 1 有源电力滤波器的原理及分类 1．1 有源电力滤波器的基本原理有源电力滤波器分为串联型和并联型两种。串联型有源滤波器是向串联变压器副边注入基波补偿电流。使串联变压器对电网基波电流呈低阻抗。对谐波电流呈高阻抗。从而抑制谐波；并联型有源滤波器是向电网注入与负载的无功和谐波电流大小相等、方向相反的电流来补偿无功和抑制谐波。并联型有源电力滤波器的系统框图如图 1 所示(电感、电容等电路元件均包含在主电路中)，其工作原理为：指令电流运算电路在检测到负载电流后，通过运算把负载电流信号中的谐波电流、无功电流及负序电流和零序电流检测出来,然后把这些电流信号转换成相应的变流器触发信号，再通过电流跟踪控制电路形成触发脉冲去驱动变流器，使变流器产生的电流为上述电流之和，极性相反，再回注入电网，则电网中的谐波电流、无功电流、负序电流和零序电流被抵消为零，只剩下基波有功正序电流。 1．2 有源电力滤波器的分类有源电力滤波器分类的方法很多，可以按照接入电网的方式、变流电路的结构、补偿系统的相数、补偿对象交直流性来分类。按接入电网的方式分为并联型、串联型和混合型；按变流电路的结构分为电流型和电压型；按补偿的相数可以分为单相、三相三线、三相四线；按补偿对象交直流性分为直流 APF 和交流 APF。根据 APF 与电力系统的连接方式可将其分为并联型、串联型及串－并联混合型。图 1 并联型有源电力滤波器的系统框图 1．2．1 并联型 APF 并联型 APF 可等效为一个受控电流源。其功率元件与系统并联，基本结构如图 2 所示。并联型 APF 可产生与负载的谐波或无功电流大小相等、相位相反的补偿电流，从而将电网电流补偿为除谐波外所剩的基波。非线性负载为产生谐波的谐波源，变流器和与其相连的直流侧储能元件共同组成有源电力滤波器的主电路。在这种结构中，采用适当的控制方法可以达到多种补偿目的，它可以实现的功能最为丰富。但是，由于交流电源的基波电压直接施加在变流器上，故要求变流器具有较大的容量，这是这种方式的主要缺点。1．2．2 串联型 APF 串联型 APF 通过变压器串联在电源与负载之间，其电路可等效为一受控电压源，其基本结构见图 3。串联 APF 不仅可以消除电网电压谐波与电压波动对敏感负载的影响，更主要的是，它还能消除电压型谐波源负载对系统产生的谐波和无功的影响。串联型 APF 中流过的是正常负载电流，由于材质的原因，损耗比较大，并且各种保护较其它类型的 APF 复杂，目前串联型 APF 的使用并不广泛。基于 Matlab 有源电力滤波器 APF 的仿真研究 ResearchonSimulationActivePowerFilter(APF)BasedonMatlab 姚淼 (武汉理工大学自动化学院，湖北武汉 430070) 摘要采用 Matlab 仿真软件中的 Simulink，提出了并联型有源电力滤波器的一

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