非线性负荷向电力系统配电网注入谐波，从而降低电能质量，影响连接电子设备的灵敏度。并联型有源电力滤波器（APF）是一种重要的清洁设备，用于电力系统取消电流谐波，补偿无功功率和负载平衡供应。在本文中，APF装置研究使用实时仿真机和控制器对死亡和分析。一个简单的控制方法被用来提取的电源电流的谐波含量。脉冲宽度调制技术（脉宽调制）技术因此，应用于电力开关命令生成的APF电流参考。实验结果验证了实时模型和控制方法是用来正确计算跟踪参考电流，结果表明有效的滤波负载谐波和负载平衡也成功地实现。

关键词：并联型有源电力滤波器；实时仿真；无功补偿；谐波消除；电能质量

1.简介

电压和电流谐波是电力网络中的大多数研究的问题。电能质量问题对电力工程中的大多数研究者有吸引力。利用非线性负载的增加大功率损耗产生的谐波和无功功率的显着，是不能接受的，由于高功率损耗。整流器是最存在的非线性负载，改变绘制的电流波形由于谐波导致功率损耗和共振问题的原因。谐波分量是与系统频率不同的频率的正弦电流。因此，这些波形和周期而没有任何相似的地图正弦波，在电力系统中的[ 1,12 ]是可取的。

有源电力滤波器是由逆变器和相关联的控制器。它可以产生负载电流的谐波含量。当APF并联连接到负载，它可以注入谐波电流的系统，因此源只需要产生正弦电流和有功功率[ 3,4,13 ]。APF使用适当的控制器计算执行这个动作参考电流，包括负载电流的谐波部分8,10,9 ] [。有源电力滤波器广泛应用于电力网络来消除谐波，补偿无功功率和平衡不平衡负荷DS为了减少电源[11,12]功率损耗。

在本文中，间接电流控制方法已被用来提取负载谐波电流。的比例积分（PI）控制器调整固定直流母线电压即使在扰动电子条件。后面的章节描述了系统配置。控制方法已在3节中得到澄清。在第4节中示和讨论的实际结果。实验结果进行了全面论证了APF的操作。含有电流和电压以及总谐波失真（THD）结果证明效率控制器。原型可以用来测试各种控制器和开关技术在电力系统中的有源电力滤波器的分析。

2三相并联型有源电力滤波器的结构

当提到前，APF直流逆变器包含存储设备（电容）并联连接到负载，消除电流谐波和补偿无功功率[ 11 ]。图1一个连接到电力系统并联一个非线性负载的三相有源电力滤波器的方法。该逆变器可以转换直流到交流的各种开关状态。在本文中，一个三相两电平电压源逆变器（VSI）已被用来产生参考电流。最近各种多电平逆变器的拓扑结构，已被引入，可以在有源电力滤波器中的应用。

3. 间接电流控制方法

为了补偿在电力系统中的非线性负载的谐波电流，该电流源（is123（t））应提取。源电流的基本内容将被用来计算的研究参考电流（I123（t））。得到的参考电流应调制生成相关的脉冲逆变器开关顺序注入适当的电流（if123（t））为系统可以补偿负载谐波[ 6,5,7 ]。

本例中所用的控制器有2个部分：一、电流提取部分和二、用于平衡逆变器直流侧电压的电调控制器。图2显示了整体视图控制过程。

在图2中是明确的，直流母线电压（VDC）检测，比较有参考价值的（vdcref）。在任何一个直流电压下，该控制器起着非常重要的作用，以解决直流电压平衡在系统参数，如负载扰动。的输出值被乘以一个正弦单位波，这是在与源电压相。这一步是做的，使源铜与电源电压的三相供电单位功率因数相结合。源电流必须跟踪这个基准电流，因此，这些电流的差异三个相位被发送到调制块以产生适当的脉冲。传统的PWM调制方法是用来比较的参考波与载波调制输入信号射击脉冲命令开关产生计算的参考电流，注入到系统中，以抑制源谐波电流，使其与电压正弦相位年龄波形。

方程（1）是PI控制器的输出。

的比例和积分系数，调节直流母线电压对偏差。固定的直流电压是在有源电力滤波器中的应用的控制器的一个重要组成部分需要精确的设计和优化。如果在时间内的直流电压变化，过滤的目的是不进行以及不需要的谐波注入电网，增加功率损失。此外，有不必要的干扰，在系统中

图1。并联型有源电力滤波器连接到电力系统的一三个阶段。

作为负载变化或电压骤降和膨胀，影响直流母线电压。所有的，在平衡和固定的直流电压接近参考值的。

要区分的电流谐波，参考电流应减去从源电流。为了使正弦参考波形的幅值和频率的波形RM是必要的。由于电源电压和电流必须是在相位有一个单位功率因数，单位正弦波形来自1个源电压的相位相同的角度和乘以参考电流峰值计算从最后一步，可以写如下：

图2。APF控制器框图。

其中U123（t）是单位正弦波和VS1（T）与Vsmax值最大的电源电压。最后，参考电流可以显示为：

I123（t）是正弦与omega;频率参考电流。

虽然源电流应是相同的参考电流，这两者之间的电流波形的差异计算。扣除的波形周期波包括谐波WH通过共同的耦合点，我将产生和注入逆变器。

PWM技术被广泛用于消防在大多数电力电子设备] [ 2,6,5,7逆变器开关。如图1所示，三相逆变器有三条腿，每条腿有2个开关专家。在一条腿的开关工作互补。例如，如果在一条腿上的开关，开关必须关闭，反之亦然。本规则应遵守有关直流电源显示电路损伤。因此，三参考电流由120◦与一个载波波形产生三个触发脉冲每条腿上开关相比。较低的开关接收反向脉冲产生的不逻辑块的相应的上部开关。发射脉冲命令该开关以产生计算出的基准电流，该电流注入到该系统中uppress源谐波电流并使其纯粹的正弦电压波形的相位与。

4。并联型有源电力滤波器的MATLAB模型

图3显示的并联型有源电力滤波器系统的MATLAB仿真模型。使用三相二极管桥转换器连接到交流电源的非线性负载。在二极管桥的直流母线上的条件下，采用电阻–电感滤波器组合。不平衡负载是通过连接一个单相桥式变换器的一期和二期之间实现。有源滤波器是米如图3所示odeled。三相电压源逆变器（VSI）与直流母线电容采用IGBT作为开关。逆变器模块包含三相桥和直流母线测量块。这个数字也描绘了一个电感纹波电流纹波滤波器由逆变器产生的危机。电感的大小是根据所需的电流补偿带宽的基础上确定和灰。在进行离散模式1.5 10minus;5步长与ode23s仿真（硬/ MOD。Rosenbrock）求解器。

5。实验程序和结果

本实验opal-rt平台中已是一种灵活和强大的工具，允许实时控制通过FPGA卡I/O和CPU解决模拟方程离子。RT-LAB软件

图3。基于MATLAB的APF系统模型。

图4。opal-rt实时仿真和信号调理接口。

MATLAB／Simulink模型将建立和编译以opal-rt平台执行使用。它运行在共享内存的多处理器的计算机仿真模型的实时仿真。它不ILD的并行任务从原来的Simulink模型和运行在每个CPU的多处理器的计算机。数据交换，虽然共享内存，具有超低延迟在同一顺序的你的系统内存，从而允许电气系统在时间步长小于10micro;美国软件还允许查看结果和监测控制参数实时计算的并行仿真计算机通过UDP／IP协议。

在这个项目中使用的放射实验室包含实时控制器和测量箱，如图4所示。实时控制器产生脉冲的控制策略的基础上，将它们发送到第在表1。

如表1所见，该原型已在使用额定电压和频率的主电源网络正常情况下使用。许多测试已经进行了原型的有源电力滤波器进行谐波补偿，功率因数校正和负载平衡。在有源电力滤波器的测试结果都显示在图。5 11。实验结果进行了讨论如下。起初，滤波器环的过程中已经示于图5。分别显示了系统的一个阶段的源电压、源电流、滤波电流和负载电流。

两上波形的1相电压源（VS1（t））和电流（1（t））在蓝色和绿色，分别。这2个波形的相位，证明了该控制器的熟练程度功率因数校正。

图5。稳态的结果显示VS1，IS1，IF1和IL1。

图6。负载电流的THD。

图7。源电流谐波补偿后。

图9。负载电流变化的动态响应。（负载增加，然后下降。）

源电流的总谐波畸变率已经从26%降到2.3%没有APF与APF连接。THD结果表明该控制器和电流谐波消除有源电力滤波器的效率。

为了显示系统的稳定性和控制器的鲁棒性，使直流电压固定，2种负载变化进行了研究。80三，电阻负载。通过平行的三人，26.6bull;电阻会实现。在第一种情况下，80个第三的负载已被断开，因此，相等的电阻值增加到40个。如图8所示，减少和增加负载不影响直流母线电压。此外，负载的增加和减少的结果进行了测量，如图9所示。直流电压没有改变从40bull;减负荷在26.6bull;。这些结果澄清在固定的直流电压，由于任何干扰控制器的性能。

总之，实验结果表明，有源电力滤波器原型的作品以及与消除谐波电流源可接受的结果。这也证明了该设置的性能。

本试验的目的是评估的

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1.简介

2三相并联型有源电力滤波器的结构

3. 间接电流控制方法

4。并联型有源电力滤波器的MATLAB模型

5。实验程序和结果

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