第２８卷第４期 ２００７年８月 电力电容器 Ｐｏｗｅｒ Ｃａｐａｃｉｔｏｒ Ｖ０１．２８ Ｎｏ．４ Ａｕｇ．２００７
三相四线制有源电力滤波器无差拍控制策略研究
刘 斌，曾国宏
（北京交通大学电气工程学院，北京１０００４４）
摘要：首先对三相四线制有源电力滤波器的四桥臂主电路拓扑结构进行了电路分析。基于
此．提出一种能适用于三相四线制有源电力滤波器的无差拍控制方法。最后用ＭＡＴＬＡＢ对无
差拍的控制策略在三相四线制有源电力滤波器中的应用进行了仿真实验。
关键词：三相四线制； 有源电力滤波器； 无差拍控制
中图分类号：ＴＮ７１３，８文献标识码：Ｂ文章编号：１００２－０３４９（２００７）０４－００２２－０４
Ｓｔｕｄｙ ｏｎ Ｄｅａｄｂｅａｔ Ｃｏｎｔｒｏｌ ａｎｄ ｉｔｓ Ａｐｐｆｉｃａｔｉｏｎ ｉｎ Ｔｈｒｅｅ－－ｐｈａｓｅ Ｆｏｕｒ－－ｗｉｒｅ Ａｃｔｉｖｅ Ｐｏｗｅｒ Ｆｉｌｔｅｒ
ＬＩＵ Ｂｉｎ，ＺＥＮＧ Ｇｕｏ—ｈｏｎｇ
（Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｂｅｉｊｉｎｇ Ｊｉａｏｔｏｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ １０００４４，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｂａｓｅ ｏｎ ｔｈｅ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｔｈｅ ｔｏｐｏｌｏｇｙ ｏｆ ｔｈｅ ｆｏｕｒ—ｌｅｇ ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ，ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｐｒｅｓｅｎｔｓ ａ ｄｅａｄ—
ｂｅａｔ ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｔｒａｔｅｇｙ，ｗｈｉｃｈ ｃｏｕｌｄ ｉｍｐｌｅｍｅｎｔ ｉｎ ｔｈｒｅｅ—ｐｈａｓｅ ｆｏｕｒ—ｗｉｒｅ ａｃｔｉｖｅ ｐｏｗｅｒ ｆｉｌｔｅｒ（ＡＰＦ）、Ａｔ
ｌａｓｔ，ａ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｓｔｕｄｙ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｓｏｆｔｗａｒｅ ｏｆ ＭＡＴＬＡＢ，ｏｎ ｔｈｅ ｄｅａｄｂｅａｔ ｃｏｎｔｒｏｌ Ｓ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｉｎ
ｔｈｒｅｅ—ｐｈａｓｅ ｆｏｕｒ—ｉｒｅ ａｃｔｉｖｅ ｐｏｗｅｒ ｆｉｌｔｅｒ ｈａｓ ｂｅｅｎ ｄｏｎｅ．
低压电器（２０１１Ｎｏ．２３） ・电能质量－
基于ＳＶＰＷＭ的二极管箝位式三电平
逆变器在并联型有源滤波器中的研究米
王一军， 吴伟标， 于晶荣， 粟梅
（中南大学信息科学与工程学院，湖南长沙４１００８３）
摘要：提出了改进型的空问矢量控制策略在ＡＰＦ中的应用。采用的主电路为三 电平逆变器电路，与两电平电路对比，其补偿谐波效果明显增强，ＴＨＤ明显降低。同 时，通过传统的ＳＶＰＷＭ控制与改进的ＳＶＰＷＭ控制算法分别驱动二极管箝位的三电 平电路，仿真结果表明改进的ＳＶＰＷＭ控制算法不仅适用于大容量、大电压电力系统 中，而且算法简单，减少大量的三角函数的运算，为下一步实现并联型ＡＰＦ的装置有了
可行性。 关键词：谐波治理；改进型ＳＶＰＷＭ；三电平逆变器；有源滤波器 中图分类号：ＴＮ ７１３ ．８文献标志码：Ａ文章编号：１００１．５５３１（２０１１）２３－００５８． ０６ 王一军（１９６３一）， 男，博士，研究方向 为系统工程。
Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｆ Ｓｈｕｎｔ Ａｃｔｉｖｅ Ｐｏｗｅｒ Ｆｉｌｔｅｒ Ｂａｓｅｄ ｏｎ Ｎ０ｎ０ｒｔｈ０ｇ０ｎａｌ
ＳＶＰＷＭ Ｄｉｏｄｅ．Ｃｌａｍｐｅｄ Ｔｈｒｅｅ．Ｌｅｖｅｌ Ｉｎｖｅｒｔｅｒ
ＷＡＮＧ Ｙｉｊｕｎ， Ｗｅｉｂｉａｏ， Ｊｉｎｇｒｏｎｇ，ＳＵ Ｍｅｉ
（Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｃｅｎｔｒａｌ Ｓｏｕｔｈ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｃｈａｎｇｓｈａ ４１００８３，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓ ａｒｔｉｃｌｅ ｐｕｔ ｆｏｒｗａｒｄ ａｎ ｉｍｐｒｏｖｅｄ ｓｐａｃｅ ｖｅｃｔｏｒ ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｔｒａｔｅｇｙ ｉｎ ＡＰＦ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ．Ｂｙ ｃｏｍｐａｒｉ— ｓｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｃｉｒｃｕｉｔ ｌｅｖｅｌ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｎｏｒｍａｌ ｌｅｖｅｌ ｔｈｅ ｔｈｒｅｅ—ｌｅｖｅｌ ｅｆｆｅｃｔ ｃａｎ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙ ｅｎｈａｎｃｅ ｈａｒｍｏｎｉｃ ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎ ａｎｄ ｒｅｄｕｃｅ ＴＨＤ．Ｕｓｉｎｇ ｔｈｅ ｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌ ＳＶＰＷＭ ｃｏｎｔｒｏｌ ａｎｄ ｉｍｐｒｏｖｅｄ ＳＶＰＷＭ ｃｏｎｔｒｏｌ ａｌｇｏｒｉｔｈｍ ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ ｔＯ
・电能质最・ 低压电器（２０１１Ｎｏ．８）
一种基于改进型电流检测的
三电平有源滤波器的控制研究术
孙华， 张晓， 李成君， 孔令军
（中国矿业大学信息与电气工程学院，江苏徐州Ｉ ２２１ ００８）
摘要：为提高二ｔ电平有源滤波器的动态补偿性能，针对传统的柃测方法在三相 电压不对称或畸变时存在的不足，提出ｒ一种新的基ｆ尢锁相环、 步坐标变换的检测 方法。该方法能够实时榆测｝｛Ｊ不对称电路中的基波正序无功电流和谐波电流，理论推 导也验证了所提检测方法的正确性。 对ｌ三电平逆变器固有的直流侧电压波动问题， 给出＿ｒ一种改变小矢量作用时问的控制方法，通过Ｓｉｍｕ１ ｉｎｋ仿真验证了检测方法和控 制方法的有效性。 关键词：电流检测；三电平逆变器；有源滤波器；同步坐标变换 中图分类号：ＴＭ ７１３ ．８文献标志码：Ａ文章编号：１００１—５５３１（２０１１）０８－００３１— ０Ｓ 孙 华（１９８６一），
女，硕士研究生，研 究方向为谐波抑制 与无功补偿，有源 滤波器。
Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｎ Ａｃｔｉｖｅ Ｐｏｗｅｒ Ｆｉｌｔｅｒ ｗｉｔｈ ａ Ｔｈｒｅｅ．１ｅｖｅｌ Ｉｎｖｅｒｔｅｒ
Ｂａｓｅｄ ｏｎ Ｉｍｐｒｏｖｅｄ Ｃｕｒｒｅｎｔ Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ
ＳＵＮ Ｈｕａ，ＺＨＡＮＧ Ｘｉａｏ，ＬＩ Ｃｈｅｎｇ￣ｕｎ，ＫＯＮＧ Ｌｉｎｇｊｕｎ
（Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｃｈｉｎａ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｍｉｎｉｎｇ
ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｘｕｚｈｏｕ ２２ １ ００８，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎ ｏｒｄｅｒ ｔｏ ｉｍｐｒｏｖｅ ｔｈｅ ｄｙｎａｍｉｃ ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｏｆ ｔｈｅ ａｃｔｉｖｅ ｐｏｗｅｒ ｆｉｌｔｅｒ（Ａ ＰＦ），ａ ｎｅｗ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄ ｗａｓ ｐｒｏｐｏｓｅｄ ｆｏｒ ｈａｍｌｏｎｉｃ ａｎｄ ｒｅａｃｔｉｖｅ ｅｕｉＴｅｎｔｓ，ｌｉｍｔａｔｉｏｎｓ ｏｆ ＳＯｎｉＣ ｅｘｉｓｔｉｎｇ ｄｅｔｅｃｔｉｎｇ ｍｅｔｈｏｄｓ ｆｏｒ ｒｅａｃｔｉｖｅ ａｎｄ ｈａｒｍｏｎｉｃｓ ｃｕｒｒｅｎｔｓ ｉｎ ｔｈｅ ｃａｓｅ ｏｆ ｕｎｂａｌａｎｃｅｄ ｏｒ ｄｉｓｔｏｒｔｅｄ ｔｈｒｅｅ—ｐｈａｓｅ ｖｏｈａｇｅｄ ｗａｓ ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ．Ｔｈｅ ｔｈｅ— ｏｒｅｔｉｃａｌ ａｎａｌｙｓｉｓ ｖｅｒｉｆｉｅｄ ｔｈｅ ｃｏｒｒｅｃｔｎｅｓｓ ｏｆ ｔｈｅ ｐｒｏｐｏｓｅｄ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄ．ＭｅａｎｗｈｉＬｅ，ｔｈｅ ｉｎｈｅｒｅｎｔ ｐｒｏｂｌｅｍｓ ｏｆ ｔｈｒｅｅ—ｌｅｖｅｌ ｉｎｖｅｒｔｅｒ ｗａｓ ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ ａｎｄ ａ ｎｅｗ ｃｏｎｔｒｏｌ ｍｅｔｈｏｄ ｗａｓ ｐｒｏｐｏｓｅｄ．Ｔｈｅ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｒｅｓｕｌｔｓ ｖａｌｉｄａｔｅｄ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｐｅｒｆｏｍｎａｎｃｅ ｏｆ ｔｈｅ ｐｒｏｐｏｓｅｄ ａｐｐｒｏａｃｈ ａｎｄ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄ ｗａｓ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｃｕｒｒｅｎｔ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ；ｔｈｒｅｅ－ｌｅｖｅｌ ｉｎｖｅｒｔｅｒ；ａｃｔｉｖｅ ｐｏｗｅｒ ｆｉｌｔｅｒ（ＡＰＦ）；ｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ ｆｒａｍｅ ｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎ
有源电力滤波器通过电流互感器检测负载电流，并通过内部DSP计算，提取
出负载电流中的谐波成分，然后通过PWM信号发送给内部IGBT，控制逆变器产
生一个和负载谐波电流大小相等，方向相反的谐波电流注入到电网中，达到滤波
的目的。
有源电力滤波器是现代化工业的主要副产品之一，随着工业现代化程度提高，
谐波的问题日益严重。这主要是现代化工业的用电方式发生了巨大的变化。传统
工业的主要电力负荷是电动机和电阻加热设备，这些设备是线性负载，不会产生
谐波电流。而现代化工业的主要电力负荷是电流变换器，包括变频器、中频炉、
直流电机驱动器等，这些负荷都是非线性负载，工作时产生严重的谐波。
另一方面，大部分配电系统，包括变压器、开关柜、继电保护器、无功补偿
柜等，都是按照线性负荷设计的。当实际负荷为非线性负荷时，对配电系统造成
严重的危害，轻则导致系统过热、不稳定，重则损坏配电设备。
解决这个问题的最好方法就是在非线性设备的电源输入端安装有源电力滤
波器，将非线性负荷转变为线性负荷，谐波导致的各种问题便迎刃而解。这种安
装在设备的电源输入端的谐波滤波器就是设备级谐波滤波器。
有源电力滤波器的特殊要求
设备级有源电力滤波器与母线级谐波滤波器有不同的要求。设备级有源电力
滤波器与所配的设备一同构成一个完整的系统，谐波滤波器的作用是保证这个系
统的谐波电流发射满足特定的标准，例如，GB17625标准。因此，设备级有源电
力滤波器要满足一下四个方面的要求：
1）不与系统发生不良作用：配装了谐波滤波器的设备可能在任何系统中使
用，而任何情况下都不允许与系统之间发生不良的相互作用，例如与系统发生谐
振，放大谐波电流。
2）不会导致超前的功率因数：设备配装了滤波器，功率因数要达到0.98
以上，不允许出现过大的感性无功功率和容性无功功率；
3）滤波效果确定：滤波器与特定设备组合起来后，谐波电流发射必须是确
定的，与系统的参数无关，这样才能确保设备安装了滤波器后，满足特定的要求； 4）不吸收上游谐波电流：配装了有源电力滤波器的设备可以应用在任何电
