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一种新型PWM整流器间接电流控制策略及其有源阻尼方法李景灏;尹忠东;王超;王铁胜【摘要】PWM整流器的控制策略可分为直接电流控制和间接电流控制,前者至少需要两个高精度的交流电流传感器,增加了系统的体积和成本.本文提出一种新型PWM整流器间接电流控制策略.该方法采用电流观测器获取电流反馈量,无需使用交流电流传感器.其电流环只包含有功电流反馈控制,对无功电流,则依据稳态电压平衡关系生成控制量,使其稳态时自然为零.对所提方法的电流响应进行深入分析,引入有源阻尼策略,使电流动态性能得到很大改善.仿真结果表明,本文提出的间接电流控制方法具有很好的稳态、动态性能.该方案成本低,性能高,且结构简单,是一种新颖的PWM整流器控制策略.%Three-phase PWM rectifier can be controlled by direct and indirect current control schemes.The former requires at least two current sensors with high accuracy which increases the volume and cost of the system.In this paper,a new indirect current control strategy for PWM rectifier is proposed.The current feedback is obtained by current observer,so the current sensor is not needed in this method.The current loop only contains the active current feedback control;as for reactive current,the control signal is generated according to the steady-state voltage relationship,which makes the reactive current to zero at steady-state.A thorough analysis of the current response of the proposed method is given,and the active damping strategy is introduced,which can improve the current dynamic response.Simulation shows that the new scheme obtains a good steady performance and dynamic response.This schemehas a low cost,high performance and simple structure,which is a novel PWM rectifier control strategy.【期刊名称】《电测与仪表》【年(卷),期】2017(054)005【总页数】7页(P68-74)【关键词】PWM整流器;间接电流控制;电流观测器;有源阻尼;动态响应【作者】李景灏;尹忠东;王超;王铁胜【作者单位】华北电力大学新能源电力系统国家重点实验室,北京102206;华北电力大学新能源电力系统国家重点实验室,北京102206;华北电力大学新能源电力系统国家重点实验室,北京102206;华北电力大学新能源电力系统国家重点实验室,北京102206【正文语种】中文【中图分类】TM9330 引言三相电压型PWM整流器（VSR）可实现网侧电流正弦化、高功率因数控制以及能量双向流动，因此得到越来越广泛的应用，如静止无功发生器（STATCOM）、有源电力滤波器（APF）、新能源并网发电、交流变频调速控制等［1-3］。
APF?APF(有源电力滤波器)有何优点? APF，也就是我们常说的有源电力滤波器，APF的作用其实和滤波器相同，只不过APF事有源形式。
为增进大家对APF的认识，本文将对APF、APF的优点以及APF的发展趋势予以介绍。
如果你对APF 具有兴趣，不妨和我一起继续往下阅读哦。
一、有源电力滤波器有源电力滤波器(APF：Active power filter)是一种用于动态抑制谐波、补偿无功的新型电力电子装置，它能够对不同大小和频率的谐波进行快速跟踪补偿，之所以称为有源，是相对于无源LC滤波器，只能被动吸收固定频率与大小的谐波而言，APF可以通过采样负载电流并进行各次谐波和无功的分离，控制并主动输出电流的大小、频率和相位，并且快速响应，抵消负载中相应电流，实现了动态跟踪补偿，而且可以既补谐波又补无功和不平衡。
APF主要采用FFT算法，DFT算法以及三相电路瞬时无功功率理论算法;APF有并联型和串联型两种，前者用的多;并联有源滤波器主要是治理电流谐波，串联有源滤波器主要是治理电压谐波等引起的问题。
从理论基础来看，有源滤波器同无源滤波器比较，治理效果好，主要可以同时滤除多次及高次谐波，不会引起谐振，但是价位相对高!实际应用安全系数很低，国际普遍做法是以变压器升压，来保证可靠性，国家相关部门也要求以变压器升压的形式和有源滤波器结合，治理高压谐波!二、有源电力滤波器的优点1、有较快的响应能力有源电力滤波器可以在很短的时间之内快速的计算出下一个开关的输出频率，响应非常快速，可以快速补偿变化较为频繁的谐波。
2、可靠性高具有输出过电流、直流侧过电压、直流侧欠电压、交流侧过电流、交流侧过电压、IGBT死区保护以及IGBT综合保护等多种保护功能，以备设备或者系统出现异常情况时，设备可以安全的退出运行或保护系统及设备。
3、有着大容量的补偿力有源滤波器的补偿能力跟IGBT容量有很大关系，大容量谐波就很难补偿了，有源电力滤波器可以做到不受限制的并柜扩容，实现了大容量的谐波补偿，并且大大降低了成本。
有源电力滤波器Accusine有源电力滤波器Accusine是一种有效的电力质量控制设备，常被用于电力系统中，它可以消除许多电力质量问题，如电压骤降、电压跳变、谐波等。
Accusine有一个非常重要的功能，就是提高电力系统的功率因数。
本文将介绍Accusine的工作原理、控制方式以及它在电力系统中的应用。
Accusine的工作原理Accusine是一种有源电力滤波器，它由多个电容器、电感、IGBT等元器件组成。
Accusine通过检测电网的电压变化情况，通过控制内部的IGBT开关，控制其输出电流，从而实现对电网电压、电流的调节。
Accusine可以通过控制输出负载电流，使其呈现与网络电压同相的波形，从而达到提高功率因数的目的。
此外，Accusine也可以消除电网上发生的谐波等问题。
Accusine的控制方式Accusine有多种控制方式，包括电压控制、电流控制和功率控制等。
其中，电压控制是最常用的控制方式之一。
在电压控制模式下，Accusine通过检测电网电压的变化情况，控制电流的输出，使其与电网电压同相，从而实现对电网功率因数的调节。
电流控制模式主要是通过检测电网电流，来实现对电网电流的调控，将电网电流变成同相的波形，达到提高功率因数的效果。
功率控制方式是通过控制电网上的总功率，来实现对电网电流的调节，使其达到同相的波形，从而提高功率因数。
Accusine在电力系统中的应用Accusine在电力系统中有广泛的应用，它可以用来解决多种电力问题。
它最常用的应用场景是工业和商业电力系统中。
在工业电力系统中，Accusine可以用于调节功率因数、消除谐波和电流平衡等问题。
在商业电力系统中，Accusine可以用于消除闪变、调节稳态电压以及调节不平衡负载等问题。
此外，Accusine还可以用于风力发电站和太阳能光伏发电站中。
在这些发电站中，Accusine可以帮助电力系统实现稳定的电流输出，从而提高发电效率。
基于电力电子技术的新型有源滤波器研究随着电子设备的广泛应用和电网负载的日益增大，电力品质问题成为了一个备受关注的话题。
电力质量问题包括谐波、闪变、电压波动等，对电网和电子设备均会造成严重影响。
因此，如何有效地提高电力质量，成为电力工程领域亟需解决的难题之一。
在电力质量改善的过程中，滤波器被广泛应用于减少谐波和滤波噪声。
传统的无源滤波器，如谐振滤波器和LC滤波器，作为被动元件存在，其运行效果有限。
因此，为了进一步提高滤波器的性能和效果，基于电力电子技术的新型有源滤波器应运而生。
有源滤波器是一种主动滤波器，它通过电力电子器件实现滤波目的。
相较无源滤波器而言，有源滤波器具有更广泛的适应性和更好的性能。
有源滤波器可以主动对电流和电压波形进行调整和抑制，从而降低谐波和噪声水平，保证电力质量的稳定性。
在有源滤波器的研究中，基于PWM（脉宽调制）技术的有源滤波器被广泛关注。
PWM技术可以实现对电力电子元件的精确控制，提供了更灵活、更高效的滤波方式。
通过改变PWM波的宽度和频率，有源滤波器可以精确地调整输出波形，达到谐波和噪声的消除效果。
然而，基于PWM技术的有源滤波器仍然存在一些问题。
首先，PWM技术的应用复杂度较高，需要对控制算法和实时性进行精确设计，增加了系统的工作难度。
其次，有源滤波器的组合对电网结构和参数有一定的要求，需要严格的模型匹配才能发挥最佳效果。
最后，有源滤波器在高频谐波的消除中仍有限制。
发展新型的有源滤波器技术势在必行。
近年来，随着电力电子器件的不断发展和成熟，基于新型器件的有源滤波器逐渐受到关注。
例如，基于SiC（碳化硅）器件的有源滤波器具有更低的损耗和更高的开关频率，可以实现更高效、更小型的滤波系统。
另外，基于GaN（氮化镓）器件的有源滤波器在高频段的滤波效果也有显著提升。
除了新型器件的应用，混合滤波技术也是有源滤波器研究的一个重要方向。
混合滤波技术将多种滤波方法结合起来，形成一种综合性的滤波解决方案。
新型并联混合型有源电力滤波器关键技术的研究随着工业化进程的深入和电力电子技术的不断发展，电力质量问题愈发关键和严峻。
在一些高精度电力负载系统中，包括电力变频器、电力传感器、精密仪表等，都对电力质量有着更加苛刻的要求。
解决这些问题，新型并联混合型有源电力滤波器被开发，并引起了越来越多的研究关注。
新型并联混合型有源电力滤波器由一种被动滤波器和一个嵌入式电力滤波控制电路组成，它能有效削弱超调和电磁干扰，并提高电网的功率因数，减少电网的谐波污染。
它还通过电流控制技术来减小电感、电容、电阻等被动元件的比例，大大降低了开关损耗与物理占位空间。
新型并联混合型有源电力滤波器的开发使得电力质量得到了巨大提升，但其关键技术的研究和发展仍然面临许多困难和挑战。
一、滤波器的计算及模型的建立新型并联混合型有源电力滤波器包含了许多电气部件，如开关器件、电容、电感、磁珠、电阻、集成电路等等组成。
这些元器件相互耦合形成了一个复杂的电路系统，而弄清每个元器件的电气特性，就是要求滤波器的计算及模型的建立。
对于并联混合型有源电力滤波器的计算和模型建立，需要有真正意义上的全面分析，对于每一个电气元件，计算其在滤波中的贡献，建立其模型，并根据其在电气系统中的相互作用，分析电路的整体性能。
二、控制策略和算法在新型并联混合型有源电力滤波器的关键技术中，控制策略和算法是至关重要的一方面。
合适的控制策略和算法不仅能充分发挥电力滤波器的作用，确保滤波器对电气系统的有效容纳，而且可以提高滤波器系统的抗干扰能力和稳定性。
常见的控制策略包括电流控制、电压控制、主动阻尼控制等，其中电流控制策略较为成熟并且效果较好。
对于电流控制的算法，在以往的研究中已经有了很多成果，如PID控制、神经网络控制和自适应控制等。
三、集成电路设计集成电路是电力滤波器的一项重要组成部分，它有助于提高滤波器系统的抗干扰能力，同时也提高了控制系统的实时性和准确性。
因此，新型并联混合型有源电力滤波器电路的设计与集成电路也是电力滤波器的的关键技术之一。
