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单相并联型有源电力滤波器的仿真研究
作者：徐志宏李伟
来源：《中国高新技术企业》2013年第21期
摘要：针对单相并联型有源电力滤波器（APF）对谐波电流检测实时性和准确性的要求，文章分析了两种谐波检测方法，前者是基于有功电流分离法，后者对前者进行了改进，引入检测结果作为负反馈，补偿了滤波环节的延时，提高了动态响应速度。搭建了单相并联型有源电力滤波器的仿真模型，Matlab仿真结果给出了两种检测方法下APF的补偿效果，证实了文章所提方法的有效性。
关键词：单相有源滤波器；谐波电流检测；Matlab仿真
中图分类号：TN713 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2013）31-0004-02
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，它能对大小和频率都变化的谐波进行补偿，其应用可克服无源滤波器等传统的谐波抑制方法的缺点，因此，近年来，国内外都在进行有源电力滤波器的研制。有源滤波器与无源滤波器的最大区别，它是一种向交流电网注入补偿谐波电流，以抵消负荷所产生的谐波电流的主动式滤波装置，其结构上由静态功率变流器构成，具有半导体功率变流器的高可控性和快速响应性。
本文对同一主电路采用了两种不同的谐波检测方法，并通过Matlab软件对它们的补偿效果进行了仿真验证。
1 有源滤波器的基本原理
有源滤波器的主电路为一电压源逆变器，其补偿的负荷为电力变换装置。如我们经由有源滤波器向系统中注入与负荷电流中的高次谐波分量iLh波形相同但方向相反的补偿电流iF，则高次谐波源所产生的高次谐波电流就可以被就地抵消掉。显然，这可以利用简单的反馈控制的方法来实现。关键问题在于如何检出负荷电流iL中所含的高次谐波分量，从而据此确定补偿器应向系统中注入的电流。
2 谐波检测方法
2.1 基于有功电流分离法
设电源电压为正弦，式中U为电压有效值，负荷畸变电流iD（t）经傅立叶分解为：
ilp（t）+ilq（t）+ih（t）