三相四線制并聯型有源電力濾波器的研究和仿真及實驗

　　目前，各種電力電子裝置被應用到生產和生活當中，提高了生產效率并且改善了人們的生活，但這些非線性負載也產生出大量的諧波，惡化了用電環境。有源電力濾波器（Active Power Filter，APF）動態響應速度快、補償性能受電網阻抗影響小，不僅可以抑制諧波，而且對無功功率和不平衡電流都具有良好的補償效果，因此受到廣泛關注。本文以應用在三相四線制系統中的四橋臂有源電力濾波器為研究對象，重點研究其諧波電流檢測算法及控制策略，最后進行仿真和實驗。影響有源電力濾波器補償效果的因素有很多，其中諧波電流檢測算法的檢測速度和精確度是很重要的一個方面。本文詳細地說明和分析了常用的pq檢測算法和ip-iq檢測算法的原理，還對在三相四線制系統中就是否要分離零序電流分量的問題進行了公式推導和分析?？刂撇呗允怯性措娏V波器的核心內容，包括電流環的控制策略和電壓環的控制策略兩部分。電流環通過一定的控制方法和調制方法產生PWM波去驅動開關元件的開通和關斷，使得補償電流動態跟蹤指令電流變化。本文把PI控制器和重復控制器并聯起來作為電流環的控制器，以保證系統具有良好的動態響應速度和跟蹤性能。電壓環是利用一定的控制方法把直流側電壓維持在一個合適的值，其控制方法通常使用的是PI控制，但是PI控制魯棒性較差，面對復雜多變的負載，其往往達不到理想的控制效果。針對PI控制的不足，本文將模糊控制和PI控制相結合，得到參數模糊自整定PI控制方法，該方法可以根據控制對象的狀況實時修正參數，提高控制效果。根據理論分析和設計，本文利用MATLAB軟件搭建仿真模型，針對非線性負載進行仿真，對比補償前后電流變化，驗證理論的正確性。最后搭建實驗平臺，在非線性負載下進行實驗，實驗結果表明該裝置具有良好的抑制諧波和補償不平衡電流的能力。