电源电流控制方式在有源电力滤波器中的实践

如何提高电能质量和治理谐波是输配电技术中最迫切的问题之一，有源电力滤波器已成为解决这一问题的关键性技术。建立了三相三线制并联型有源电力滤波器的数学模型，把检测电源电流控制方式应用于并联型有源电力滤波器，通过仿真研究验证了此种控制方法可以有效地实现谐波的动态补偿，证明了该方法的可行性。

电源电流控制方式在有源电力滤波器中的应用

检测电源电流控制方式的数学模型

检测电源电流控制方式的等效电路图和结构图中Zs是电源内阻抗，ZHPF为高通滤波器阻抗。ic为指令电流参考值，GZ(s)为is与icL之间的传递函数；G(s)为校正环节，这种控制方式把产生谐振的传递函数GZ(s)包括在闭环内，选择适当的G(s)就可以抑制谐振，为了获得良好的补偿特性，G(s)应有较大的放大倍数，以增大系统的开环增益，但放大倍数太大会使系统不稳定，通常采用一阶惯性微分环节，其传递函数为G(s)=KTs/(1+Ts)；GI(s)为指令电流运算电路的传递函数，放大倍数为-1；GA(s)为补偿电流发生器的传递函数，为时间常数很小的一阶惯性环节。得到：icL=iL+ic；Is(s)=GZ(s)·IcL(s)；Ich(s)=G(s)·GI(s)·GA(s)·Is(s)。

并联型有源电力滤波器的控制算法

通过电源电流控制方式实现谐波的检测，为了实现逆变器对谐波电流的补偿，需要控制逆变器使其输出的能够自动跟踪计算所得的参考电流，主要的控制方式有两种，分别是电流跟踪控制和电压控制。电流控制主要有四种，分别是周期采样控制、滞环比较控制、无差拍控制和三角载波线性控制。

1、周期采样控制：此控制方法主要是根据有源电力滤波器输出电流ic与参考电流icref的比较结果在采样脉冲的上升沿改变PWM脉冲的状态。

2、滞环比较控制：此控制方法是将补偿电流参考值icref与逆变器实际电流输出值ic之差Δic输入到具有滞环特性的比较器，通过比较器的输出来控制开关的开合，从而使逆变器输出电流实时快速的跟踪补偿电流参考值。

3、无差拍控制：此控制方法是利用前一刻的补偿电流参考值和实际电流值，计算下一刻的电流参考值及各种开关状态下逆变器的电流输出值，选择某种开关模式作为下一刻的开关状态，从而达到电流误差等于零。但由于无差拍控制方法存在系统误差与调制比对系统参数依赖性大、鲁棒性差、瞬态响应超调量大等缺点，因此在实际中不常用。

4 、三角载波线性控制：此控制方法是将检测电流环节得到的电流实际值ic与参考值icref之间的偏差与高频三角载波比较，所得到的PWM脉冲作为逆变器各开关器件的控制信号，从而在逆变器端得到所需波形的电流。

三角载波是电压型PWM逆变器中应用较多的一种电流控制方式，这种控制方式可以获得恒定的开关频率，装置安全性较高，鉴于此并联型有源电力滤波器中PWM变流器采用三角载波控制算法。

（编辑：核心网）

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