基于MATLAB的有源电力滤波器的设计

中建立三相三相制有源电力滤波器的仿真模型,并对各个模块进行仿真和详细的阐述。选择不同的整流负载,对负载电流波形和补偿后的电流波形进行对比,验证了 APF 的补偿性能。第五部分对全文做出总结,对有源电力滤波器系统存在的一系列问题进行探讨,并提出下一步的展望。 2. 有源电力滤波器 1. APF 的工作原理和结构第5页共 25页 1.1.1 APF 的基本原理和种类 APF 的基本原理是检测电网中的谐波电流。通过可控功率半导体器件向电网注入与原有谐波电流幅值相等、相位相反的电流,使电源的总谐波电流为 0,从而达到实时补偿谐波电流的目的。其原理框图如图 2-1 所示: 图 2-1 有源电力滤波器系统原理图 APF 的结构形式很多,但其基本原理都是类似的,按电路拓朴结构可分为并联型 APF 、串联型 APF 和串--并联型 APF 。(1)并联型 APF 图2-2为并联型APF 基本结构。由于与系统并联,可等效为一受控电流源。并联型 APF 可产生与负荷电流大小相等、方向相反的谐波电流, 从而将电源侧电流补偿为正弦基波电流。主要适用于抵消非线性负载的谐波电流、无功补偿及平衡三相系统中的不平衡电流等。并联型 APF 在技术上比较成熟。图 2-2 并联型有源滤波器结构图(2)串联型 APF 图2-3 为串联型 APF 基本结构。通过 1个匹配变压器将 APF 串联在电源和负载之间,以消除电压谐波,平衡或调整负载的端电压。与并联型 APF 相比,串联型APF 损耗较大, 且各种保护电路也较复杂。因此, 很少单独使用串联型 APF, 大多将其作为混合型 APF 的一部分。图 2-3 串联型有源滤波器结构图(3)串—并联 APF 图2-4 为串--并联型 APF 基本结构。具有串联 APF 和并联 APF 的优点,能解决电气系统发生的电能质量问题,又称为万能 APF 或统一电能质量调节器。串