畢業(yè)設計—并聯(lián)型有源電力濾波器的設計

1、<p><b>　?。?lt;/b></p><p>　　二 ○ ○ 七 年 六 月</p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　隨著電力電子裝置的廣泛應用，電力系統(tǒng)的無功及諧波問題日趨嚴重。傳統(tǒng)的無功補償及諧波抑制方法已難以滿足現(xiàn)代電力系統(tǒng)的需要。作為一種新型的補償裝置，有源電力濾波器以其對電網

2、負載、系統(tǒng)參數(shù)變化的自適應能力和較高的反應速度被認為是目前最具發(fā)展?jié)摿Φ臒o功和諧波補償方法。</p><p>　　本文以并聯(lián)電壓型有源電力濾波器為研究對象，系統(tǒng)地分析了并聯(lián)電壓型有源電力濾波器的工作原理、補償特性、諧波電流檢測方法、補償電流控制策略等問題，并對并聯(lián)型有源電力濾波器進行了設計。最后，利用MATLAB提供的電力系統(tǒng)仿真工具箱對并聯(lián)型有源電力濾波器整個系統(tǒng)進行了建模和仿真分析。</p>&

3、lt;p>　　仿真結果表明，并聯(lián)型有源電力濾波器對帶有阻感的三相二極管橋式整流負載產生的諧波具有較好的補償效果。</p><p>　　關鍵詞：諧波抑制；并聯(lián)型有源電力濾波器；瞬時無功功率；仿真</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　The substantial increase in the use

4、of power electronic equipment results in harmonic pollution and reactive burden above the tolerable limits. Many conventional solutions to the power quality issues can’t meet the conditions of modern power system. Active

5、 power filters are known as a dynamic,adjustable and potential solution to the power quality problems.</p><p>　　The shunt voltage-type APF has been analyzed in this paper, in terms of the working principle,

6、the compensation characteristics, the harmonic current detection approaches and the current compensation strategies，the shunt active power filter are designed.At last,the simulation models are built up by the Simpowersys

7、tems toolbox of Matlab.</p><p>　　The results show that the designed shunt APF can well suppress the harmonic distortion generated by a three-phase diode rectifier.</p><p>　　Key Words：Harmonic el

8、imination; Shunt active power filter; Instantaneous reactive power; Simulation</p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　引 言1</b></p><p><b>　　第一章緒論2</b>

9、</p><p>　　1.1諧波問題及研究現(xiàn)狀2</p><p>　　1.1.1諧波的基本概念3</p><p>　　1.1.2 諧波分析3</p><p>　　1.1.3 諧波的產生和危害6</p><p>　　1.2諧波的抑制7</p><p>　　1.2.1 諧波抑制技術7&l

10、t;/p><p>　　1.2.2 有源電力濾波器技術的發(fā)展7</p><p>　　1.3研究并聯(lián)型有源電力濾波器的現(xiàn)實意義7</p><p>　　第二章 有源電力濾波器的基本原理和結構9</p><p>　　2.1 三相電路瞬時無功功率理論9</p><p>　　2.2 有源電力濾波器的工作原理14</p&

11、gt;<p>　　2.3 有源電力濾波器的系統(tǒng)構成15</p><p>　　2.3.1 有源電力濾波器的分類15</p><p>　　2.3.2 有源電力濾波器主電路的結構16</p><p>　　2.3.3 單獨使用的并聯(lián)型有源電力濾波器17</p><p>　　2.4 有源電力濾波器的特性18</p>

12、<p>　　2.4.1 雙向補償特性18</p><p>　　2.4.2 其他特性19</p><p>　　2.5 有源電力濾波器的控制方法19</p><p>　　2.5.1 滯環(huán)比較方式19</p><p>　　2.5.2 三角波比較方式20</p><p>　　2.5.3 空間矢量控制21

13、</p><p>　　2.5.4 本文采用的控制方法21</p><p>　　第三章 并聯(lián)型有源電力濾波器的設計22</p><p><b>　　3.1 概述22</b></p><p>　　3.2 系統(tǒng)電路的設計22</p><p>　　3.2.1主電路(變流器)設計22</p

14、><p>　　3.2.2 主電路交流側電感的計算25</p><p>　　3.2.3直流側電壓計算和電容選取26</p><p>　　3.3 電流電壓檢測設計28</p><p>　　3.3.1 電流檢測電路的設計28</p><p>　　3.3.2 電壓檢測電路的設計28</p><p>

15、;　　第四章 并聯(lián)型有源電力濾波器的仿真29</p><p>　　4.1 仿真環(huán)境29</p><p>　　4.2 仿真模型的建立29</p><p>　　4.2.1 并聯(lián)型有源電力濾波器系統(tǒng)仿真模型29</p><p>　　4.2.2 主電路的仿真30</p><p>　　4.2.3 諧波電流檢測電路的仿真

16、31</p><p>　　4.3 仿真結果32</p><p>　　4.3.1 補償前電網電流仿真波形與分析32</p><p>　　4.3.2 補償后電網電流仿真波形與分析33</p><p>　　4.3.3 數(shù)字低通濾波器截止頻率對指令電流精度的影響35</p><p>　　4.3.4 仿真結果38&l

17、t;/p><p><b>　　結論及展望39</b></p><p><b>　　參考文獻41</b></p><p><b>　　致 謝43</b></p><p><b>　　引 言</b></p><p>　　隨著電力電子

18、技術應用的日益廣泛，電力電子產品廣泛地應用于工業(yè)控制領域，用戶對電能質量的要求也越來越高[1]，而電力電子裝置已經成為主要的諧波干擾源，它們造成的危害已經引起人們越來越多的關注。在我國，近年來由于電氣化鐵道的大量發(fā)展以及化工、冶金、鋼鐵、有色金屬、煤炭和交通等工業(yè)部門電力電子裝置的大量應用，使電力系統(tǒng)中諧波問題已經日趨嚴重，對電力系統(tǒng)和用電設備產生了嚴重危害和影響，必須認真加以研究和采取相應的限制措施。因此，諧波抑制已成為電力電子技術、

19、電氣自動化技術及電力系統(tǒng)研究領域所面臨的一個重大課題，正在受到越來越多的關注。所以，面對我國目前電網結構薄弱和輸配電技術普遍存在的技術落后、自動化水平低的現(xiàn)狀，針對諧波問題，研究電網諧波治理和無功補償新技術，具有十分重要的理論和現(xiàn)實意義。</p><p>　　諧波是指電壓、電流波形發(fā)生畸變，這主要是負荷的非線性造成的，為抑制非線性設備諧波污染，出現(xiàn)了許多方法。設置無功補償電容器和LC濾波器是傳統(tǒng)的補償無功功率和諧

20、波的主要手段，已獲得廣泛應用。但這種無源補償裝置的補償性能較差，難以對變化的無功功率和諧波進行有效的補償。晶閘管獲得廣泛應用后，以晶閘管控制電抗器（TCR）為代表的靜止無功補償裝置（SVC）有了長足的發(fā)展，可以對變化的無功功率進行動態(tài)補償。近年來，隨著以GTO、BJT和IGBT為代表的全控型器件向大容量化、高頻化方向的不斷發(fā)展，采用電力電子技術的各種有源補償裝置發(fā)展很快。主要用于補償諧波的有源電力濾波器比LC濾波器具有更優(yōu)越的性能而得到

21、發(fā)展和應用，是一種很有發(fā)展前景的諧波抑制技術。因此，本文就并聯(lián)型有源電力濾波器進行了設計和研究。</p><p><b>　　緒論</b></p><p>　　由于電力電子裝置的廣泛應用，使得電網中諧波的含量大量增加，它替代了傳統(tǒng)的變壓器等鐵磁材料的非線性引起的諧波，成為主要的諧波源，對電力系統(tǒng)的安全運行和電氣設備的正常使用產生嚴重的危害。因此，諧波治理成為了電能質量

22、問題的核心內容之一，也是現(xiàn)代電力生產發(fā)展的迫切要求。[2]</p><p>　　有源電力濾波器（Active Power Filter―APF）是一種用于動態(tài)抑制諧波、補償無功的新型電力電子裝置，它能對大小和頻率都發(fā)生變化的諧波以及變化的無功進行補償，其應用可克服LC濾波器等傳統(tǒng)的諧波抑制和無功補償方法的缺點。有源電力濾波器的控制技術是有源電力濾波器的關鍵之一。傳統(tǒng)有源電力濾波器主要采用模擬控制。但模擬控制存在電

23、路復雜、控制性能差、易受環(huán)境干擾等缺點。近年來隨著高速數(shù)字處理器DSP的出現(xiàn)及其性價比日益提高，有源電力濾波器的數(shù)字控制方案引起人們的重視，相對于模擬控制有很多優(yōu)點，在實際系統(tǒng)中被廣泛采用。</p><p>　　1.1諧波問題及研究現(xiàn)狀</p><p>　　“諧波”一詞起源于聲學。有關諧波的數(shù)學分析在18世紀和19世紀已經奠定了良好的基礎。傅立葉等人提出的諧波分析方法至今仍被廣泛使用。&l

24、t;/p><p>　　電力系統(tǒng)的諧波問題早在20世紀20年代和30年代就引起了人們的注意。到了50年代和60年代，由于高壓直流輸電技術的發(fā)展，發(fā)表了有關變流器引起電力系統(tǒng)諧波問題的大量論文。70年代以來，由于電力電子技術的飛速發(fā)展，各種電力電子裝置在電力系統(tǒng)、工業(yè)、交通及家庭中的應用日益廣泛，諧波所造成的危害也日趨嚴重。世界各國都對諧波問題予以充分的關注。不少國家和國際學術組織都制定了限制電力系統(tǒng)諧波和用電設備諧波的

25、標準和規(guī)定。</p><p>　　制定限制諧波的標準是解決電力系統(tǒng)諧波危害的影響的重要措施。在國際上，各個國際組織，如國際電氣電子工程師協(xié)會（IEEE）、國際電工委員會（IEC）和國際大電網會議（CIGRE）也紛紛推出了各自建議的諧波標準，其中較有影響的是IEEE519-1992和IEC555-2。</p><p>　　參照國外標準，我國先后于1984年和1993年分別制定了限制諧波的規(guī)定

26、和國家標準。我國原水利電力部于1984年根據(jù)國家經濟委員會批準的《全國供用電規(guī)則》的規(guī)定，制定并發(fā)布了《電力系統(tǒng)諧波管理暫行規(guī)定》（SD126-84）。國家技術監(jiān)督局于1993年又發(fā)布了中華人民共和國國家標準GB/T14549-93《電能質量-公用電網諧波》</p><p>　　1.1.1諧波的基本概念</p><p>　　1822年，法國數(shù)學家傅立葉指出，一個任意函數(shù)都可以分解為無窮多個

27、不同頻率正弦信號的和。基于此，國際電工（IEC:International Electrotechnical Commission）標準(IEC555-2，1982)定義諧波為：諧波分量為周期量的傅立葉級數(shù)中大于1的h次分量。把諧波次數(shù)h定義為：以諧波頻率和基波頻率之比表示的整數(shù)。電氣和電子工程師協(xié)會標準（IEEE標準519～1981）定義諧波為：諧波為一個周期波或量的正弦波分量，其頻率為基波頻率的整數(shù)倍。</p><

28、;p>　　總結二者，目前國際普遍定義諧波為：諧波是一個周期電氣量的正弦波分量，其頻率為基波頻率的整數(shù)倍。</p><p>　　1.1.2 諧波分析</p><p>　　設正弦電壓可表示為 </p><p><b>　　(1-1)</b></p><p>　　式中 —電壓有效值；</p><p&

29、gt;<b>　　—初相角；</b></p><p><b>　　—角頻率。</b></p><p>　　當正弦電壓施加在非線性電路上時，電流就變?yōu)榉钦也?，非正弦電流施加在電網阻抗上產生壓降，使電壓波形也變?yōu)榉钦也?。對于周期為的非正弦電壓，一般可分解為如下形式的傅立葉級數(shù)：</p><p><b>　　(1-

30、2)</b></p><p><b>　　式中：</b></p><p><b>　　或</b></p><p><b>　　(1-3)</b></p><p>　　式中，、和、的關系為</p><p>　　在式（1-2）或（1-3）中，頻率

31、為1/T的分量為基波，頻率為大于1整數(shù)倍基波頻率的分量為諧波，諧波次數(shù)為諧波頻率和基波頻率的整數(shù)比。 以上公式對于非正弦電流也適用。</p><p>　　n次諧波電壓含有率以HRUn（Harmonic Ratio Un）表示</p><p><b>　　(1-4)</b></p><p>　　—第n次諧波電壓有效值（方均根值）；</p&g

32、t;<p><b>　　—基波電壓有效值。</b></p><p>　　n次諧波電流含有率以HRIn 表示</p><p><b>　　(1-5)</b></p><p>　　—第n次諧波電流有效值；</p><p><b>　　—基波電流有效值。</b><

33、/p><p>　　諧波電壓含量和諧波電流含量分別定義為</p><p><b>　　(1-6)</b></p><p><b>　　(1-7)</b></p><p>　　電壓諧波總畸變率THDu（total harmonic distortion）和電流諧波總畸變率分別定義為</p>&

34、lt;p><b>　　(1-8) </b></p><p><b>　　(1-9)</b></p><p>　　下面討論對稱三相電路中的諧波分析。以相電壓為例，三相電壓可表示為</p><p>　　設a相電壓所含的n次諧波為</p><p>　　（1）n=3k(k=1,2,3…,下同)，三相電

35、壓的諧波大小和相位均相同，為零序諧波。</p><p>　?。?）n=3k+1,b相電壓比a相電壓滯后，c相電壓比a相電壓超前，這些次數(shù)的諧波均為正序諧波。對稱三相電路的基波本身也是正序的。</p><p>　?。?）n=3k-1,b相電壓比a相電壓超前，c相電壓比a相電壓滯后，這些次數(shù)的諧波均為負序諧波。</p><p>　　對于各相電壓來說，無論是三相三線電路還

36、是三相四線電路，相電壓中都可以包含零序諧波，而線電壓中都不含零序諧波。對于各相電流來說，在三相三線電路中，沒有零序通道，因而沒有零序電流；在三相四線電路中，零序電流可以從中性線中流過。[3]</p><p>　　1.1.3 諧波的產生和危害</p><p>　　電網諧波來源于三個方面：其一是電源質量不高產生諧波；其二是輸電網產生的諧波；其三是用電設備產生的諧波。其中以用電設備產生的諧波最多

37、。</p><p><b>　　具體情況如下:</b></p><p>　　1.整流設備。由于晶閘管整流的廣泛應用(如電力機車、鋁電解槽、電池充電器等)，給電網造成大量的諧波。</p><p>　　2.電弧爐、電石爐。由于加熱原料時電爐的三相電極很難同時接觸到高低不平的爐料，使得燃燒不穩(wěn)定，引起三相負荷不平衡，產生諧波電流經變壓器注入電網。&l

38、t;/p><p>　　3.變頻裝置。變頻裝置常用于風機、水泵、電梯等設備中，它含的輸入電流波形為尖峰狀，其諧波成份很復雜，除含有整數(shù)次諧波外，還含有分數(shù)次諧波，隨著變頻調速的發(fā)展，對電網造成的諧波也很嚴重。</p><p>　　4.家用電器。如電視機、錄像機、電子調光燈具、調溫炊具等，因具有調壓整流裝置，會產生的諧波。洗衣機、電風扇、空調器等有繞組的設備中，因不平衡電流的變化也能產生諧波。&l

39、t;/p><p>　　諧波對電網及其它系統(tǒng)的危害有以下幾個方面：</p><p>　　1.諧波使電網中的元件產生了附加的諧波損耗，降低了發(fā)電、輸電和用電設備的效率。</p><p>　　2.諧波影響了各種電氣設備的正常工作。諧波會使電機產生機械振動、噪聲和過電壓，使變壓器局部嚴重過熱；還會使電容器、電纜等設備過熱、絕緣老化、壽命縮短，以致?lián)p壞。</p>&

40、lt;p>　　3.諧波會引起電網中局部的并聯(lián)諧振和串聯(lián)諧振，從而使諧波放大，大大增加了上述的危害，并可能引起嚴重事故。</p><p>　　4.諧波會導致繼電保護和自動裝置的誤動作，并會使電氣測量儀表測量不準確。</p><p>　　5.諧波對通信系統(tǒng)和電子設備會產生嚴重的干擾。</p><p>　　對諧波進行研究，其意義一方面在于對諧波影響及危害的分析，另一

41、方面在于其對電力電子技術自身發(fā)展的影響。電力電子技術是未來科學技術發(fā)展的重要支柱。有人預言，電力電子連同運動控制將和計算機技術一起成為 21 世紀最重要的兩大技術。[4]</p><p><b>　　1.2諧波的抑制 </b></p><p>　　1.2.1 諧波抑制技術</p><p>　　為抑制和消除電力電子裝置和其它諧波源的諧波，基本思路

42、有兩種：一種是裝設諧波補償裝置來補償諧波，這對各種諧波源都是適用的；本文主要討論此類補償方式。另一條是對電力電子裝置本身進行改造，使其不產生諧波，且功率因數(shù)可控制為 1，這只適用于作為主要諧波源的電力電子裝置。</p><p>　　裝設諧波補償裝置的傳統(tǒng)方法是采用LC濾波器。這種方法既可補償諧波，也可補償無功功率，而且結構簡單，被廣泛應用。但是這種方法的主要缺點是，補償特性受電網阻抗和運行狀態(tài)的影響，容易和系統(tǒng)發(fā)

43、生并聯(lián)諧振，導致諧波放大，使LC濾波器過載甚至燒毀。此外，它只能補償固定頻率的諧波，補償效果也不是很理想。</p><p>　　目前，采用有源電力濾波器，已經成為諧波抑制的一個趨勢。有源電力濾波器是一種用于動態(tài)抑制諧波和補償無功的電力電子裝置。它能對幅度和頻率都變化的諧波以及變化的無功進行補償，補償特性不受電網阻抗的影響，是一種很有前途的諧波抑制方法。</p><p>　　1.2.2 有源

44、電力濾波器技術的發(fā)展</p><p>　　有源電力濾波器的基本思想在六七十年代就已經形成，但由于受到當時功率半導體器件水平以及控制策略的限制，有源電力濾波器的研制一直處于試驗研究階段。八十年代以來，由于大中功率全控型半導體器件的成熟，脈沖寬度調制技術的進步，以及基于瞬時無功功率理論的諧波電流瞬時檢測方法的提出，有源濾波器才得以迅速發(fā)展。國外有源電力濾波器的研究以日本為代表，已步入大量實用化的階段。隨著容量的逐步提

45、高，其應用范圍也從補償用戶自身的諧波向改善整個電力系統(tǒng)供電質量的方向發(fā)展。我國在電力有源濾波器方面的研究起步較晚，目前很多大學及科研機構正積極進行這方面的相關研究，部分單位已經研制出樣機并投入試運行。但由于用電機制以及成本等因素，在我國廣泛應用 APF 還需要一段時間。</p><p>　　1.3研究并聯(lián)型有源電力濾波器的現(xiàn)實意義</p><p>　　電力電子技術的快速發(fā)展給人們的生產與生

46、活帶來巨大變化，但是同時給電網帶來嚴重污染，影響了供電質量。電力系統(tǒng)中非線性負載種類繁多，不同類型的有源電力濾波器對不同類型非線性負載的補償特性也不相同。</p><p>　　當今，大型整流設備、冶金工業(yè)和電力機車等大型的諧波源都是典型的非線性負載，它們在運行時給電網注入了大量諧波，而這些大型的諧波源一般都采用大電感濾波的電流源諧波負載，適合用并聯(lián)型有源電力濾波器進行補償。因此，研究并聯(lián)型有源電力濾波器有著重要的

47、現(xiàn)實意義。</p><p>　　第二章 有源電力濾波器的基本原理和結構</p><p>　　2.1 三相電路瞬時無功功率理論</p><p>　　三相電路的瞬時無功功率理論作為諧波電流實時檢測算法的理論基礎，首先于1983 年由赤木泰文提出，此后該理論經不斷研究逐漸完善。赤木泰文最初提出的理論亦稱理論，是以瞬時有功功率和瞬時無功功率的定義為基礎的。在以瞬時有功電流和

48、瞬時無功電流為基礎的理論體系中，設三相電路各相電壓和電流的瞬時值分別為、、和、、。為分析問題方便，把它們變換到α- β兩相正交的坐標系中研究。由下面的變換可以得到α、 β兩相瞬時電壓、和α、β兩相瞬時電流、</p><p>　　（2-1） （2-2）</p><p><b>　　在這里，令：</b></p><p&

49、gt;　　在圖2.1所示的矢量—平面上，、和、分別進一步合成為旋轉電壓矢量和旋轉電流矢量。</p><p><b>　?。?-3）</b></p><p><b>　　（2-4）</b></p><p>　　式中，、為矢量電壓和電流的模;、為矢量、的幅角。</p><p>　　定義(1) 三相電路

50、瞬時有功電流和瞬時無功電流分別為矢量在矢量及其法線上的投影。即：</p><p><b>　?。?-5）</b></p><p><b>　?。?-6）</b></p><p><b>　　式中，。</b></p><p>　　圖2.1 —坐標系中的電壓、電流矢量 <

51、/p><p>　　定義(2) 三相電路瞬時有功功率（無功功率）為電壓矢量的模和三相電路瞬時有功電流(三相電路瞬時無功電流)的乘積。</p><p><b>　?。?-7）</b></p><p><b>　?。?-8）</b></p><p>　　將式（2-3）和（2-4）代入上面即可寫出矩陣形式：&

52、lt;/p><p><b>　?。?-9）</b></p><p><b>　　其中 。</b></p><p>　　把式（2-1）、（2-2）代入上式，可以得出、?？梢钥闯觯嚯娐匪矔r有功功率就是三相電路的瞬時功率。</p><p><b>　　(2-10)</b></p

53、><p><b>　　(2-11)</b></p><p>　　定義(3) 、相的瞬時無功電流、（瞬時有功電流、）分別為三相電路瞬時無功電流（瞬時有功電流）在、軸上的投影，即:</p><p><b>　　(2-12)</b></p><p><b>　　(2-13)</b>&l

54、t;/p><p><b>　　(2-14)</b></p><p><b>　　(2-15)</b></p><p>　　從上面定義得到如下性質：</p><p><b>　　（2-16）</b></p><p><b>　?。?-17）</

55、b></p><p><b>　　（2-18）</b></p><p><b>　?。?-19）</b></p><p>　　定義(4) 、相的瞬時無功功率、（瞬時有功功率、）分別為、相瞬時電壓和瞬時無功電流（瞬時有功電流）的乘積，即</p><p><b>　　(2-20)<

56、;/b></p><p><b>　?。?-21）</b></p><p><b>　?。?-22）</b></p><p><b>　　（2-23）</b></p><p><b>　　從中可以看出，，。</b></p><p&

57、gt;　　定義(5) 三相電路各相的瞬時無功電流、、（瞬時有功電流、、）是、兩相瞬時無功電流、（瞬時有功電流、）通過兩相到三相變換所得到的結果。即</p><p><b>　　(2-24)</b></p><p><b>　　(2-25)</b></p><p><b>　　式中，。</b><

58、/p><p>　　從以上各式可得到如下性質：</p><p><b>　　(2-26)</b></p><p><b>　　(2-27)</b></p><p><b>　　(2-28)</b></p><p><b>　　(2-29)</b

59、></p><p><b>　　(2-30)</b></p><p>　　上述性質分別反映了和兩相的正交性和a,b,c三相的對稱性。</p><p>　　定義(6) a、b、c各相的瞬時無功功率、、(瞬時有功功率、、)分別為該相瞬時電壓和瞬時無功電流(瞬時有功電流)的乘積，即</p><p><b>　

60、　(2-31)</b></p><p><b>　　(2-32)</b></p><p><b>　　(2-33)</b></p><p><b>　　(2-34)</b></p><p><b>　　(2-35)</b></p>

61、<p><b>　　(2-36)</b></p><p>　　從以上還可以看出和。</p><p>　　從定義4和6的性質可見，各相的瞬時無功功率對總的瞬時功率(瞬時實功率)沒有任何貢獻，而是在各相之間相互傳遞，這也正是赤木泰文給出瞬時實功率、瞬時虛功率即各相瞬時無功功率、瞬時有功功率的依據(jù)。傳統(tǒng)理論中的有功功率、無功功率等都是在平均值基礎或相量的意義上定

62、義的，它只適用于電壓、電流均為正弦波時的情況，而瞬時無功功率理論中的概念，都是在瞬時值的基礎上定義的，它不僅適用于正弦波，也適用于非正弦波和任何過渡過程的情況。從以上各定義可以看出，瞬時無功功率理論中的概念，在形式上和傳統(tǒng)理論非常相似，可以看出這是傳統(tǒng)理論的推廣和延伸。</p><p>　　當三相電壓、電流為對稱正弦波時，設</p><p><b>　　(2-37)</b&

63、gt;</p><p>　　(2-38) (2-39)</p><p><b>　　(2-40)</b></p><p><b>　　(2-41)</b></p><p><b>　　(2-42)</b>&l

64、t;/p><p>　　代入式(2-1)，得</p><p><b>　　(2-43)</b></p><p><b>　　(2-44)</b></p><p><b>　　式中，，。</b></p><p>　　把式（2-43）、（2-44）代入（2-9）中

65、可得</p><p><b>　　(2-45)</b></p><p><b>　　(2-46)</b></p><p>　　令、分別為相電壓和相電流的有效值，得</p><p><b>　　(2-47)</b></p><p><b>　　(

66、2-48)</b></p><p>　　從上面的式子可以看出，在三相電壓和電流均為正弦波時，、均為常數(shù)，且與傳統(tǒng)理論算出的有功功率和無功功率完全相同。</p><p>　　把式(2-42), (2-43)代入式(2-12)和(2-14)中可得a相的瞬時有功電流和瞬時無功電流。</p><p><b>　　(2-49)</b><

67、/p><p><b>　　(2-50)</b></p><p>　　可以看出，a相的瞬時有功電流和瞬時無功電流的表達式與傳統(tǒng)功率理論中相電流的有功分量和無功分量的瞬時值表達式完全相同，對于相及三相a、b、c各相也能得出同樣的結論。</p><p>　　由上面的分析不難看出，瞬時無功功率理論包含了傳統(tǒng)的無功功率理論，比傳統(tǒng)無功功率理論由更大的適用范圍

68、。</p><p>　　2.2 有源電力濾波器的工作原理</p><p>　　圖2.2所示為有源電力濾波器系統(tǒng)構成的原理圖。圖中，負載為諧波源，它產生諧波并消耗無功。有源電力濾波器系統(tǒng)由兩大部分組成，即指令電流運算電路和補償電流發(fā)生電路（由補償電流控制電路、隔離與驅動電路和主電路三個部分構成）。其中，指令電流運算電路的核心是檢測出補償對象中的諧波和無功等電流分量，因此有時也稱之為諧波和無功

69、電流檢測電路。補償電流發(fā)生電路的作用是根據(jù)指令電流運算電路得出的補償電流的指令信號，產生實際的補償電流。主電路目前均采用 PWM變流器。</p><p>　　圖 2.2 有源電力濾波器的基本原理圖</p><p>　　圖2.2中，有源電力濾波器的基本工作原理為，檢測補償對象的電壓和電流，經指令電流運算電路計算得出補償電流的指令信號，該信號經補償電流發(fā)生電路放大，得出補償電流，補償電流與負載

70、電流中要補償?shù)闹C波及無功等電流抵消，最終得到期望的電源電流波形。例如，當需要補償負載所產生的諧波電流時，有源電力濾波器檢測出補償對象負載電流中的諧波成分,將其反極性后作為補償電流的指令信號，這樣由補償電流發(fā)生電路產生的補償電流與負載電流中的諧波分量大小相等、方向相反，因而兩者互相抵消，使得電源電流中只含基波，不含諧波。這樣就達到了抑制電源電流中諧波的目的。上述原理可用如下的一組公式描述：</p><p><

71、b>　?。?-51）</b></p><p><b>　?。?-52）</b></p><p><b>　?。?-53）</b></p><p><b>　?。?-54）</b></p><p>　　式中為負載電流的基波分量。[9]</p>&l

72、t;p>　　負載電流的傅里葉級數(shù)展開為：</p><p><b>　?。?-55）</b></p><p>　　式（2-55）中，是基波有功電流；是基波無功電流，是高次諧波電流，為基波電流初相位，為n次諧波初相位，為系統(tǒng)電源基波角頻率。 [5]</p><p>　　由此可知，有源補償裝置實現(xiàn)的關鍵是：諧波電流的檢測；適當?shù)目刂品椒?；主電?/p>

73、的設計。</p><p>　　2.3 有源電力濾波器的系統(tǒng)構成</p><p>　　2.3.1 有源電力濾波器的分類</p><p>　　有源電力濾波器可以按照所使用的變流器類型、主電路結構和電源相數(shù)進行分類。根據(jù)使用的場合電源相數(shù)可分為單相、三相三線和三相四線用有源電力濾波器等。按有源電力濾波器在系統(tǒng)中的連接方式可分為串聯(lián)型、并聯(lián)型和兩者混合使用的統(tǒng)一型等。圖2.

74、3給出了有源電力濾波器的分類示意圖。</p><p>　　圖 2.3 有源電力濾波器的系統(tǒng)構成分類</p><p>　　2.3.2 有源電力濾波器主電路的結構</p><p>　　有源電力濾波器主電路的基本結構見圖2.4，儲能元件(電感或電容)的作用是充當直流電源(電流源或電壓源)，為可控開關電路進行逆變提供保證，可控開關電路實為一PWM變流器。在圖2.2中檢測電路

75、從系統(tǒng)中檢測并分離出基波無功和諧波電流，使控制電路產生開關控制信號去控制可控開關電路的開合，可控開關電路的作用是根據(jù)控制信號把儲能元件儲存的電能以適當?shù)男问浇涊敵鲭娐方尤胂到y(tǒng)中，產生需要的補償電流。</p><p>　　根據(jù)儲能元件(電容或電感)的不同，將有源電力濾波器分為電壓型和電流型兩種，圖2.5所示為電壓型有源電力濾波器的主電路圖，其儲能元件為電容，可控開關電路通常由GTO或IGBT等大功率電力電子元件構成

76、。電壓型有源電力濾波器的工作原理是根據(jù)檢測信號產生PWM輸出電壓，再經交流側電抗器轉換成所需要的補償電流。</p><p>　　圖2.6所示為電流型有源電力濾波器，其儲能元件是電感，與電壓型 PWM 逆變器相比，電流型PWM逆變器的一個優(yōu)點是，不會由于主電路開關器件的直通而發(fā)生短路故障。但是，電流型PWM逆變器直流側大電感上始終有電流流過，該電流將在大電感的內阻上產生較大的損耗，因此目前較少采用。而電壓型有源電力

77、濾波器有能量損耗小和易于控制等優(yōu)點，目前有源電力濾波器的研究方向主要是電壓型有源電力濾波器。</p><p>　　圖2.6 三相電流型有源濾波器主電路</p><p>　　2.3.3 單獨使用的并聯(lián)型有源電力濾波器</p><p>　　單獨使用的并聯(lián)型有源電力濾波器系統(tǒng)構成的原理如圖2.7所示。圖中負載為產生諧波的諧波源，變流器和與其相連的電感、直流側儲能元件(圖中

78、為電容)共同組成有源電力濾波器的主電路。它們均可用于單相或三相系統(tǒng)。由于有源電力濾波器的主電路與負載并聯(lián)接入電網，故稱為并聯(lián)型，又由于其補償電流基本上由有源電力濾波器提供，與其它方式相區(qū)別，稱之為單獨使用方式，這是有源電力濾波器中最基本方式，也是目前應用最多的方式，這種方式可用于：(1)只補償諧波；(2)只補償無功功率，補償?shù)亩嗌倏梢愿鶕?jù)需要連續(xù)調節(jié)；(3)補償三相不對稱電流；(4)補償供電點電壓波動；(5)以上任意項的組合。在這種方式

79、中，只要采用適當?shù)目刂品椒ň涂梢赃_到多種補償?shù)哪康?，本文也主要是討論這種類型的濾波器。</p><p>　　2.4 有源電力濾波器的特性</p><p>　　2.4.1 雙向補償特性</p><p>　　有源電力濾波器的雙向補償特性為：當負載電流含有較大的諧波時，為了負載的諧波不流入系統(tǒng)電源，在負載端通過有源電力濾波器就地給予抑制使系統(tǒng)電源不受諧波污染，它的檢測電路

80、在負載側，負責輸出的主電路在系統(tǒng)電源側，如圖2.8(a)，另外有些負載(如通信系統(tǒng))對電源要求較高，而系統(tǒng)電源又含有較大的諧波，這時可通過有源電力濾波器在系統(tǒng)電源流入負載前對電源進行凈化，即抑制系統(tǒng)電源的諧波，使之不影響負載工作，這種情況的檢測電路在系統(tǒng)電源端，而負責輸出的主電路在負載端，如圖2.8(b)。</p><p>　?。╝）抑制負載諧波流入系統(tǒng)電源</p><p>　?。╞）抑制

81、系統(tǒng)電源諧波流入負載</p><p>　　圖 2.8 APF的雙向補償特性 </p><p>　　2.4.2 其他特性</p><p>　　除了雙向補償特性外，根據(jù)對其工作原理的分析可知有源電力濾波器還有下述特點：</p><p>　　1.對各次諧波均能有效地抑制，且可提高功率因數(shù)。實現(xiàn)對各次諧

82、波和基波無功功率的補償。</p><p>　　2.系統(tǒng)阻抗和頻率發(fā)生波動時，不會影響補償效果。</p><p>　　3.不會產生諧振現(xiàn)象，且能抑制由于外電路諧振產生對諧波電流的放大。</p><p>　　4.不存在過載問題，即當系統(tǒng)中諧波較大時，裝置仍可運行，無需斷開。有源電力濾波器之所以具有這些特性是因為它實質上是一個電流源，對于不同的負載，根據(jù)補償指令電流的大小

83、來輸出所需的電流，可用于大的負載，也可用于小的負載，僅是補償程度不同。[6]</p><p>　　2.5 有源電力濾波器的控制方法</p><p>　　有源電力濾波器要求補償電流發(fā)生電路產生的補償電流實時跟蹤指令電流信號的變化，因此電流控制電路通常采用跟蹤型PWM控制方式。比較常用的PWM的控制方法主要有滯環(huán)比較方式、三角波比較方式和空間矢量控制。此外近年來無差拍控制和特定消諧法等也受到人

84、們的關注。下面就簡要介紹一下最常用的三種控制方法。 </p><p>　　2.5.1 滯環(huán)比較方式</p><p>　　圖2.9所示為滯環(huán)比較方式的原理圖。圖中以一相的控制為例來說明該方式的原理。</p><p>　　圖2.9 滯環(huán)比較方式原理圖 </p><p>　　在滯環(huán)比較方式中，把補償電流的指令信號和實際的補償電流信號進行比較，二者的

85、偏差作為滯環(huán)比較器的輸入，通過滯環(huán)比較器產生控制電路中開關通斷的PWM信號，該PWM信號經驅動電路來控制開關的通斷，最終控制補償電流的變化?？梢姡瑴h(huán)比較方式根據(jù)給定補償信號和測得的逆變器輸出電流的誤差來控制逆變器的開關動作。但誤差超過上、下限（由滯環(huán)寬度決定）時開關立即動作，從而使實際電流始終保持在滯環(huán)帶內，圍繞其參考滯環(huán)上下波動。因此該方法實現(xiàn)簡單、響應快，對負載的適應能力強，輸出電壓中不含特定頻率的諧波分量。這種控制方式中，滯環(huán)寬

86、度對補償電流的跟隨性能有較大的影響。滯環(huán)寬度大，開關通斷的頻率即器件的開關頻率較低，故對開關器件的要求不高，但是跟隨誤差大，補償電流中高次諧波較大。反之，當滯環(huán)寬度較小時，雖然跟隨誤差小，但是開關頻率較高，引起損耗增加。通常，滯環(huán)的帶寬為固定值，這就導致主電路中器件的開關頻率是變化的，會引起較大的脈動電流和開關噪聲。尤其當變化的范圍較大時，一方面，在值小的時候，固定的環(huán)寬可能使補償電流的相對跟隨誤差較大；另一方面，在值大的時候，固定的環(huán)

87、寬又可能使器件的開關頻率過高，甚至可能超出器件</p><p>　　圖2.10 定時比較方式原理圖 </p><p>　　這種方式不用滯環(huán)比較器，而是設置一個固定的時鐘，以固定的采樣周期對指令信號和被控制變量進行采樣，并根據(jù)二者偏差的極性來控制逆變電路開關器件的通斷，使被控量跟蹤指令信號。由于每個時鐘周期對判斷一次，使得PWM信號需要至少一個時鐘周期才會變化一次，器件的開關頻率最高不會超過

88、時鐘頻率的一半。這樣時鐘信號的頻率就限定了器件的最高工作頻率，從而可以避免器件開關頻率過高的情況發(fā)生。但和滯環(huán)比較方式相比，這種方式的電流控制誤差沒有一定的環(huán)寬，控制精度要低一些。</p><p>　　2.5.2 三角波比較方式</p><p>　　圖2.11所示為三角波比較方式的原理圖。這種方式與其他用三角波作為載波的PWM控制方式不同，它不直接將指令信號與三角波比較，而是將與的偏差經放

89、大器A之后再與三角波比較。放大器A往往采用比例放大器或比例積分放大器。這樣組成的一個控制系統(tǒng)是基于把控制為最小來進行設計的。 </p><p>　　圖2.11 三角波比較方式原理圖</p><p>　　與滯環(huán)比較方式相比，該方式具有如下特點：</p><p>　?。?）輸出電流所含諧波較少，但是含有與三角載波相同頻率的諧波；</p><p>

90、　　（2）器件的開關頻率固定，且等于三角載波的頻率，這要優(yōu)于滯環(huán)控制；</p><p>　?。?）放大器的增益有限；</p><p>　?。?）電流響應比瞬時值比較方式慢；</p><p>　?。?）跟隨誤差范圍不確定。</p><p>　　2.5.3 空間矢量控制</p><p>　　空間矢量控制技術是建立在交流異步

91、電機磁場理論基礎上的一種控制策略，現(xiàn)在已成為一種流行的PWM控制技術。相對于滯環(huán)PWM技術、三角波PWM技術，空間矢量控制技術具有以下優(yōu)點：</p><p>　　(1)提高了直流電壓的利用率；</p><p>　　(2)采用不連續(xù)開關方式調制時，降低開關器件的開關損耗；</p><p>　　(3)調制方法便于數(shù)字實現(xiàn)。</p><p>　　2

92、.5.4 本文采用的控制方法</p><p>　　通過以上幾種控制方法的介紹，本文采用了滯環(huán)比較方式，這種控制方式的硬件電路十分簡單，屬于實時控制方式，電流響應很快，而且輸出電壓中不含特定頻率的諧波分量，能夠達到設計的預期效果。</p><p>　　第三章 并聯(lián)型有源電力濾波器的設計</p><p><b>　　3.1 概述</b></

93、p><p>　　并聯(lián)型有源電力濾波器的系統(tǒng)結構圖如圖3.1所示，圖中，負載為諧波源，采用三相橋式不可控整流器，其直流側為阻感性負載。系統(tǒng)原理已經在第二章中介紹過，在此不再敘述。</p><p>　　圖3.1 并聯(lián)型APF系統(tǒng)結構圖 </p><p>　　3.2 系統(tǒng)電路的設計</p><p>　　3.2.1主電路(變流器)設計</p>

94、<p>　　有源電力濾波器主電路根據(jù)其直流側貯能元件的不同，可分為電壓型和電流型，根據(jù)2.3.2節(jié)所述，本文主電路采用三相電壓型PWM變流電路，其結構見圖3.2所示。</p><p>　　主電路的工作原理：補償電流是由主電路中直流側電容電壓與交流側電源電壓的差值作用于電感上產生的。主電路的工作情況是由主電路中6組開關器件的通斷組合所決定的。通常，同一相的上下兩組開關總有一組中的一個器件是導通的。假設

95、三相電源電壓之和,并根據(jù)該電路有,</p><p>　　圖 3.2 主電路結構</p><p>　　可得出描述主電路工作情況的微分方程如下：</p><p><b>　　（3-1a）</b></p><p><b>　?。?-1b）</b></p><p><b>

96、　?。?-1c）</b></p><p>　　式中、、—主電路各橋臂中點與電源中點之間的電壓；</p><p>　　、、—開關系數(shù)，++=0。</p><p>　　主電路的設計包括對功率器件的選取、直流側電容容量的確定、交流側電感值的確定等。</p><p>　　有源電力濾波器容量 </p><p><

97、;b>　　(3-2)</b></p><p>　　E—相電壓有效值；—補償電流有效值。</p><p><b>　　求出： </b></p><p>　　有源電力濾波器只補償諧波時，有</p><p>　　， (3-3)</p><p&g

98、t;　　因此,，主電路的容量約為補償對象容量的25%,。</p><p>　　所以,并聯(lián)型有源電力濾波器的額定工作條件如下：電源相電壓：220V；負載功率：<4kVA；并聯(lián)型有源電力濾波器的額定容量：1kVA。</p><p>　　為簡化設計，功率器件選用智能功率模塊(Intelligent Power Module，簡稱IPM)。IPM是采用微電子技術和先進的制造工藝，把智能功率集

99、成電路與微電子器件及外圍功率器件組裝成一體，它不僅把功率開關器件和驅動電路集成在一起，而且還內藏有過電壓，過電流和過熱等故障檢測電路。它由高速低功耗的管芯、優(yōu)化的門級驅動電路以及快速保護電路構成，即使發(fā)生負載事故或使用不當，也可以使IPM自身不受損壞。</p><p>　　IPM的內部框圖如圖3.3所示。模塊內部主要包括欠壓保護電路、IGBT驅動電路、過流保護電路、短路保護電路、溫度傳感器、過熱保護電路、門電路和

100、IGBT單元等。</p><p>　　圖3.3 IPM 內部結構單元</p><p>　　智能功率模塊（IPM）的優(yōu)點：</p><p>　　1.開關速度快。IPM內的IGBT芯片都選用高速型，而且驅動電路緊靠IGBT芯片，驅動延時小，所以IPM開關速度快，損耗??；</p><p>　　2.低功耗。IPM內部的IGBT導通壓降低，開關速度快

101、，故IPM功耗??；</p><p>　　3.快速的過流保護。IPM實時檢測IGBT電流，當發(fā)生嚴重過載或直接短路時，IGBT將被軟關斷，同時送出一個故障信號；</p><p>　　4.過熱保護。在靠近IGBT的絕緣基板上安裝了一個溫度傳感器，當基板過熱時，IPM內部控制電路將截止柵級驅動，不響應輸入控制信號；</p><p>　　5.橋臂對管互鎖。在串聯(lián)的橋臂上，上

102、下橋臂的驅動信號互鎖。有效防止上下臂同時導通；</p><p>　　6.抗干擾能力強。優(yōu)化的門級驅動與IGBT集成，布局合理，無外部驅動線；</p><p>　　7.驅動電源欠壓保護。當?shù)陀隍寗涌刂齐娫矗ㄒ话銥?5V）就會造成驅動能力不夠，增加導通損耗。IPM自動檢測驅動電源，當?shù)陀谝欢ㄖ党^10µs時，將截止驅動信號；</p><p>　　8.IPM內設

103、計了相關的外圍電路。縮短開發(fā)時間；</p><p>　　9.無須采取防靜電措施；</p><p>　　10.大大減少了元件數(shù)目。體積相應小。</p><p>　　本文所設計的裝置采用三菱公司生產的PM10RSH120。其耐壓為1200V，電流為10A。</p><p>　　3.2.2 主電路交流側電感的計算</p><p&

104、gt;　　并聯(lián)型有源電力濾波器交流側電感通過其兩側的電壓差產生補償電流，它具有很重要的作用：</p><p>　　(1)平衡有源電力濾波器主電路中各點電壓；</p><p>　　(2)能量存儲和雙向饋送；</p><p>　　(3)調整補償電流的相位，并使補償電流連續(xù)；</p><p>　　(4)緩沖各相電壓中諧波的無功功率。</p&g

105、t;<p>　　電感的選擇必須滿足并聯(lián)型有源電力濾波器對期望諧波電流的跟蹤能力，電感值L越大，變化越慢，反之，則變化越快。電感選擇不宜過大，但是當電感選擇較小時，會使并聯(lián)型有源電力濾波器的實際補償電流相對于期望補償電流具有很大的超調，毛刺較大，因此，電感的選擇應該綜合考慮補償電流跟蹤能力以及電流超調兩方面的要求。</p><p>　　首先，為了滿足電流跟蹤能力，并聯(lián)型有源電力濾波器的實際補償電流變化

106、率應大于期望補償電流的最大變化率，即：</p><p><b>　　(3-4)</b></p><p>　　式（3-56）中，值一般通過仿真的方法獲得。</p><p>　　對于來說，在一個電網周期中，當或時，達最大值。所以，以下考慮時的情況， </p><p><b>　　(3-5)</b><

107、;/p><p>　　式（3-58）在時，為零，取最小值發(fā)生在為時刻，為滿足式（3-57），則有：</p><p><b>　　(3-6)</b></p><p><b>　　即電感應滿足：</b></p><p><b>　　(3-7)</b></p><p&g

108、t;　　其次，電感的選擇必須保證補償電流超調不宜過大，若允許的最大電流誤差范圍為，則有：</p><p><b>　　(3-8)</b></p><p>　　在取最大值的時刻，有：</p><p><b>　　(3-9)</b></p><p><b>　　所以有：</b>&l

109、t;/p><p><b>　　(3-10)</b></p><p>　　綜合式（3-60）、（3-63）可得電感的取值范圍為：</p><p><b>　　(3-11)</b></p><p>　　3.2.3直流側電壓計算和電容選取</p><p>　　有源電力濾波器正常工作時，

110、實際補償電流在指令電流兩側呈鋸齒波狀跟隨其變化，對于A相，根據(jù)式（3-1a），當時，有源電力濾波器A相橋臂的上開關器件應該導通，下開關器件應該關斷，Ka為1/3或2/3。若取Ka=1/3，則 (3-12)</p><p>　　要使實際補償電流更好的跟蹤指令電流，必須增大，即</p><p><b>

111、;　　(3-13)</b></p><p>　　也就是 </p><p><b>　　(3-14)</b></p><p>　　考慮到最嚴重的情況，</p><p>　?。ā嚯妷悍逯?。） (3-15)</p><p><b>　

112、　因此，直流側電壓：</b></p><p>　　V (3-16)</p><p><b>　　取=1000V。</b></p><p>　　從某種意義上說，并聯(lián)型有源電力濾波器的工作就是直流側電容的充、放電過程，直流側電容的電壓直接影響有源濾波器的補償性能的好壞，若電壓波動太大，則補償效果就很差。因

113、此，必須要維持電容電壓基本保持不變。電容越大，電壓波動就越小，補償效果也越好，但電容越大，成本也越高，所以，電容的選取要綜合這兩方面的因素考慮。</p><p>　　假設在某一PWM周期內電容始終處于充電或放電狀態(tài)，直流側電容電壓的最大允許偏離設定值為，則有</p><p><b>　　(3-17)</b></p><p>　　即：

114、 (3-18)</p><p><b>　　—直流側電容值；</b></p><p><b>　　—PWM脈沖頻率；</b></p><p>　　—通過電容C的電流最大值。</p><p>　　3.3 電流電壓檢測設計</p

115、><p>　　3.3.1 電流檢測電路的設計</p><p>　　在控制系統(tǒng)中，為了實時計算諧波，必須對非線性負載電流和實際補償電流進行檢測，本文采用CSK7-5A直測式霍爾電流檢測器件。它對直流和交流電流都能進行檢測，檢測的延遲小于1us，因此是比較理想的電流檢測元件。電流檢測電路如圖3.4所示。</p><p>　　3.3.2 電壓檢測電路的設計</p>

116、<p>　　為了確定采樣的起始時刻，需要確定電壓的相位信號，另外，在電流諧波指令計算時，也需要知道正弦波電壓的相位。將a相電壓經隔離降壓后引入到控制電路中，經濾波整形后，產生與a相電壓同頻同相的方波信號，由CD4046與BCD加法計數(shù)器CD4518構成的倍頻電路對此方波電壓信號進行鎖相，保證采樣信號同步，形成100倍頻的脈沖信號。檢測電路如圖3.5所示。</p><p>　　第四章 并聯(lián)型有源電力濾

117、波器的仿真</p><p><b>　　4.1 仿真環(huán)境</b></p><p>　　有源電力濾波器系統(tǒng)是一個比較復雜的非線性控制系統(tǒng)，對它進行理論分析是比較困難的，將所設計的控制算法直接應用于實際系統(tǒng)往往需要花費很多的時間和精力。而仿真試驗可以驗證控制系統(tǒng)結構的正確性，加深對其理論知識的理解和控制規(guī)律的認識。系統(tǒng)一些重要控制參數(shù)的仿真結果對實際的裝置參數(shù)的設定具有一

118、定的參考作用，因此，在實際裝置設計之前應該對整個系統(tǒng)的性能進行仿真。</p><p>　　MATLAB語言及其SIMULINK可視化仿真平臺在控制系統(tǒng)仿真中應用非常普遍。MATLAB工具箱包含很多仿真模塊，如電力系統(tǒng)模塊，DSP模塊，數(shù)學運算模塊等等，利用這些模塊，無需編程，在SIMULINK環(huán)境下就可以迅速建立起各種模型，直接仿真，使用十分靈活方便。本章就是利用MATLAB6.5的仿真工具SIMULINK對并聯(lián)

119、型有源電力濾波器系統(tǒng)進行仿真，從仿真結果可以直觀的看出系統(tǒng)補償諧波的效果。[8]</p><p>　　4.2 仿真模型的建立</p><p>　　4.2.1 并聯(lián)型有源電力濾波器系統(tǒng)仿真模型</p><p>　　并聯(lián)型有源電力濾波器系統(tǒng)的整體仿真模型如圖4.1所示，圖中，POWER和LOAD兩個模塊組成三相三線制系統(tǒng)，負載側三相電流和a相電壓通過三個電流檢測元件（C

120、urrent Measurement）和一個電壓檢測元件（Voltage Measurement）檢測后送給諧波檢測模塊（cauculate），檢測模塊通過運算得出指令電流，指令電流再和主電路模塊（main circuit）輸出的實際補償電流通過sum模塊進行比較后送給PWM發(fā)生器（Discrete PWM Generator）產生PWM信號來控制主電路開關器件的通斷，進而控制實際補償電流跟蹤指令電流的變化來補償系統(tǒng)的諧波。</p