有源電力濾波器諧波補償技術研究

1、北京理工大學珠海學院2020屆本科畢業(yè)生畢業(yè)設計有源電力濾波器諧波補償技術研究有源電力濾波器諧波補償技術研究摘 要現今社會上，電力電子器件廣泛應用，給人們帶來便利的同時，也帶來了諧波問題。諧波使得電能質量的問題日益嚴重，并且用電設備對電能質量十分敏感，人們對供電質量的要求也越來越高。因為有源濾波器有良好抑制諧波、補償諧波的作用，并且成為治理諧波有效的工具，所以下文就是通過研究諧波補償技術對有源濾波器進行研究。本文先介紹諧波的出現和危害進行簡要的闡述，然后分析國內與國外對有源濾波器研究的現狀以及研究的意義，再者介紹有源濾波器的工作原理、作用、優(yōu)缺點、拓撲結構以及在設計中用到的方法的介紹，檢測方法

2、與控制方法對諧波補償效果有著重要的作用，最后通過matlab設計仿真模型并對波形分析，如此進行課題的研究。關鍵詞：諧波補償；有源電力濾波器；檢測；控制。Research on harmonic compensation technology of shunt active power filterAbstractIn todays society, power electronic devices are widely used, bringing people convenience, but also bring harmonic problems.Harmonic wave makes

3、the problem of power quality more and more serious, and the electric equipment is very sensitive to power quality, peoples demand for power supply quality is also more and more high.Because active power filter has good function of suppressing and compensating harmonics, and becomes an effective tool

4、 to control harmonics, the following is to study active power filter by studying harmonic compensation technology.First introduced in this paper briefly expounds the appearance and harm of harmonic, and then analyzes the present situation of domestic and foreign research on active filter and the sig

5、nificance of research, also introduce the working principle of active filter, function, advantages and disadvantages, topology structure and the design methods used in the introduction, testing method and the control method for harmonic compensation effect plays an important role, finally through th

6、e matlab simulation model and the waveform analysis, this topic research.Key words: harmonic compensation; Active power filter; Detection; Control.目錄1 前言11.1濾波的來源與危害11.2研究意義21.3本設計在國內外的發(fā)展概況31.3.1國外現狀31.3.2國內現狀32 有源電力濾波器32.1有源電力濾波器的工作原理32.2有源電力濾波器的作用42.3有源電力濾波器的優(yōu)缺點42.4有源濾波相對無源濾波的優(yōu)勢52.5有源電力濾波器的分類52.5.

7、1串聯型有源電力濾波器62.5.2并聯型有源電力濾波器62.5.3串-并聯型有源電力濾波器72.6主電路的選用分類82.6.1直接接入型82.6.2間接接入型82.7按有源電力濾波器中逆變器直流側儲能元件的分類82.8根據補償系統(tǒng)相數分類93 諧波檢測103.1諧波檢測原理103.2諧波檢測法的種類103.3 ip-iq法的介紹104 控制策略114.1補償電流跟蹤控制114.2滯環(huán)比較PWM電流控制114.3三角波控制124.4補償電流控制方式的確定135 設計過程136 結論18參考文獻19謝 辭20附 錄211 前言現在社會上運用電力電子技術越來越多，其中電力系統(tǒng)產生了很多諧波的問題，對

8、系統(tǒng)產生了一定的影響，使得運行時諧波的問題很嚴重。這幾年來，為了克服這種問題，各種有源電力濾波器以其良好的濾波性能而受到人們的關注，為了克服諧波的問題，有源濾波器也在不斷地發(fā)展進步，它可以通過計算得到電路的諧波電流，再實時的調整補償電流的大小，以達到效果。1.1濾波的來源與危害諧波會在電力系統(tǒng)運行的情況下，在一些設備和一些負荷中產生，它產生的具體原因是什么呢？當負載電壓與電流不成比例的變化時，產生非線性關系，就會導致波形因為電壓與電流非線性關系而進行不規(guī)律的變化。而在系統(tǒng)供電傳輸過程中又會產生某些電壓與電流存在非線性關系的元器件會吸收部分基波而轉化為諧波，這個時候，它的系統(tǒng)就會發(fā)送出很多諧波，

9、從而讓電力系統(tǒng)中的正弦波形失真，這樣也會導致電能的質量大大下降，使得運行系統(tǒng)產生巨大的影響，尤其是最近很多年來，隨著時代的進步科技的發(fā)展，電力電子設備已經是人們生活中不可或缺的一部分，人們廣泛使用，在增加人們生活便利的同時，也存在負面影響，諧波對人們在使用電子器件的過程中影響也越來越大，尤其是在公共電網這種大型電力設施場所，諧波污染愈加嚴重。近些年來，以諧波為源頭導致的大量的事故和故障頻繁發(fā)生，嚴重影響了人們的日常生活，所以這方面的問題引起了人們高度的重視。諧波電流和諧波電壓的危害大致可分為以下幾個方面:(1)諧波會影響到很多電氣設備的正常運行。尤其是高頻的諧波分量，它會在電動機的鐵芯里和變壓

10、器產生比較大的渦流。從高頻諧波中產生的渦流會在磁芯中產生大量的熱量，這也會增加磁場的額外的損耗。除此之外，這些諧波不僅對變壓器和電機造成額外的損耗，同時，它也會使得變壓器過熱，甚至會產生噪聲，機械振動和過電壓，并且在有些時候，諧波頻率會不斷增大，當它增大到接近電機的固定頻率的時候，會使得電機產生強震動?？偨Y就是，諧波會讓一些設備絕緣老化，發(fā)熱過度，使得其使用壽命大大減少。(2)在電力系統(tǒng)中，諧波的電阻的增大，大多是因為高次諧波會發(fā)生收斂反應，這也會產生一系列的連鎖反應，對電路產生嚴重的影響，在電路傳輸過程中，諧波會增加線路損耗，這大大增加了傳輸成本，并且由于傳輸能力降低導致不能及時的達到所期望

11、的效果，并且由于損耗的增加也導致電氣設備的使用效率降低，產生了不必要的浪費，若諧波過多不僅會對主系統(tǒng)產生影響，還會波及到其他的部件，增加多余的損耗，因此諧波對整個電力系統(tǒng)都會產生影響。在我們生活中大部分會用到電纜來作為輸電系統(tǒng)的載體，諧波問題會使絕緣浸漬的那個部分放電，也會加速它的絕緣老化，同時減少電纜的壽命。不單單是這些器件，系統(tǒng)里面的斷路器也會受到影響，比如在嚴重的諧波的時候，斷路器很有可能受到諧波的污染而導致它的損壞，嚴重的時候，可能會停止工作，那樣就給電力系統(tǒng)運行增加了更多風險，無法起到保護的作用。除了諧波對電網造成線路損壞之外呢，更嚴重的是給電網帶來了巨大的污染，使得電網的供電質量下

12、降，同時會使其他各類的電力設備的正常使用時產生大量的問題。(3)諧波過多時，在電力系統(tǒng)中很容易會產生諧振，而諧振的后果便是機器很容易故障，由于系統(tǒng)內部串聯型諧振或并聯型諧振都會導致諧波增加并放大，系統(tǒng)內部產生大量損耗，損耗過多進而導致系統(tǒng)整體溫度升高，若不注意會產生不利的后果。諧波不僅僅會發(fā)生上述的情況，它對電力系統(tǒng)的危害還有很多。許多電力系統(tǒng)會裝設濾波器來消除諧波，但是濾波器也有其自身固定的特征頻率，每當電抗器和電容器的諧波含量和頻率達到一定的時候，它就會產生串并聯諧振中的一種，這個時候，諧波電流的含量會變成平時的幾倍，嚴重的時候，甚至會變成增加為原來的幾十倍，這會對設備的運行有著巨大的威脅

13、。按照以前的例子，電容器和電抗器常常在這個時候，形成諧波放大事故，使得其被嚴重燒壞。(4)諧波會導致自動控制系統(tǒng)產生錯誤的動作，也會使一些測量電氣的儀器不準確，這就會給使用產生很多的障礙，尤其是在一些精密的工程中，一點誤差可能會給結果帶來十分大的影響，波形的畸變必然會導致測量出現誤差。功率的測量儀器一般是根據工頻正弦波設計的。功率測量儀器有各種各樣的方法，包括磁電法、電法和電感法，以及新興的數字采樣法，不管是哪種測量方法都要避免波形的畸變，減少誤差。1.2研究意義1.重視諧波的治理，加強對無功補償技術的應用，會使得電力系統(tǒng)因為諧波而產生的設備的損耗有效地減少，并且能夠推動電力電子設備以及相應技

14、術的發(fā)展。例如，電力電子技術的發(fā)展和進步與諧波管理和無功補償技術的發(fā)展是相互促進的。2.濾波電流諧波:可有效濾除負荷電流中225倍的所有諧波，并使其達到國家的諧波標準要求，從而配電網更加干凈，所用的設備運行更加地高效，間接地起到了保護設備的作用，增加設備的使用壽命。3.由于在電網中，單靠無源濾波裝置是無法完全減除諧波，甚至當諧波過多時會反其道而行之，所以要在電網容量承受范圍內盡可能抑制電網諧振，減少危害。1.3本設計在國內外的發(fā)展概況1.3.1國外現狀有源電力濾波器（APF）在國外發(fā)展的相對比較先進，由于早在20世紀，世界上一些發(fā)達國家例如：日本、美國、法國等國家就已開始研究，并且在不斷地研究

15、試驗中得到了廣泛的應用，很快便獲得了認可，其中大部分使用的都是并行的APF。時至今日，有源電力濾波器發(fā)展愈加成熟，在國外許多大型工業(yè)生產中得到應用，獲得了成功，在降低了損耗的同時還減少了諧波污染，現已進入實際推廣階段，并且容量也不斷提高，從只能對單個電力設備進行補償到可以提高整個電力系統(tǒng)的電能質量。國外有源電力濾波器技術目前的發(fā)展趨勢主要有以下幾種：首先在主要設備技術,要盡可能增加補償容量，以達到可以應對大量諧波的故障，由于濾波器生產成本過高，所以要在增加補償容量優(yōu)化性能的同時，盡可能減少成本，使其更好的推廣，國外也在不斷嘗試將有源電力濾波器與其他設備組合使用；在應用方面,研究解決有源濾波器的

16、最優(yōu)配置,電磁兼容性和停電和瞬時保護;此外,諧波補償的頻率逐漸增加,和單個設備的能力也逐漸增加。隨著有源電力濾波器(apf)的容量逐漸提高，發(fā)展前途光明，因此許多國家也加大了在這方面研究的投入。1.3.2國內現狀從20世紀90年代開始到現在，但是相對于發(fā)達國家的有源濾波器的研究與應用，我國的技術起步是比較晚的。我國多所大學對有源濾波器進行深入的研究，并且主要是以理論和實驗為主，大部分是實驗樣機，容量小，補償效果不理想并且成本高。隨著時間，國內也逐步解決一些問題，并且在市場占的比重越來越高，但是到目前為止，這項技術還沒有廣泛應用在工業(yè)的領域上。2 有源電力濾波器2.1有源電力濾波器的工作原理為了

17、保證有源濾波器的正常使用的，通常會在有源濾波器中安裝一個電池，以此來供電，這個電源的作用是補償主電路的諧波的，下圖為它的原理圖：從下圖可以看出，電源產生的交流電流is會進入到負載中，然后消耗得到負載電流il，然后il會流入到指令電流運算電路中進行諧波電流的檢測，這時候就會形成一個信號，這個信號隨著電流進入到電流跟蹤控制電路中，而補償電流的第一次出現就是在這個位置，然后電流就進入到了PWM變流器中，也就是進入到驅動電路中，經過濾波器濾波之后，電流回到主電路，諧波分量與無功分量被消除至國家規(guī)定的標準之內。圖2.1 APF的結構原理圖2.2有源電力濾波器的作用APF可以以減少電力系統(tǒng)中的諧波含量，對

18、負載所需的諧波電流進行補償，成為干凈電網和保護其他設備的一種必不可少的設備。它會通過諧波電流檢測所測得的實時數據，對諧波信號進行檢測，根據監(jiān)測到的諧波信號，就需要提供一定的諧波電流進行補償，其所發(fā)出的電流要求與所測得諧波電流大小相同相位相反，才能進行相互抵消。上述總結可知，它可以濾除諧波、緩沖基波并且補償無功的。2.3有源電力濾波器的優(yōu)缺點優(yōu)點1.節(jié)能5% 8%2.提高生產效率，保持持續(xù)的電力供應3.減少變壓器、斷路器、電纜的投資4.對系統(tǒng)中的諧波進行動態(tài)濾波，使系統(tǒng)中的諧波完全被吸收5.沒有共鳴缺點1.由于發(fā)展的限制，目前其成本還相對較高。2.由于硬件的限制，在一些大型電力場所無法進行安裝，

19、有可能會超出有源濾波器的容量標準，尤其是在一些大型電網中，電網最大電流適用電壓會遠遠超出有源濾波器所能承受范圍。2.4有源濾波相對無源濾波的優(yōu)勢1.從設計的角度分析:有源電力濾波器相對于無源濾波器容錯性更強，無源濾波器不僅需要估計諧波的最大力量，還需要對電網中的阻抗、諧波等進行分析，而有源濾波器只需要對諧波進行分析即可。有源濾波器設計簡單，可以實現標準化設計，使方案統(tǒng)一。2.從安裝角度的分析：有源濾波器可以克服無源濾波器所無法解決的問題，比如只是適用于諧波源的局部安裝和局部處理，并且如果在集中補償的情況下沒有辦法去避免諧振。而且有源濾波裝置能在集中安裝，這就大大減少了人工以及處理的成本。3.從

20、治理分析:有源濾波裝置具有實時性，也能夠實現動態(tài)、自動的治理，并且它能同時濾掉多個諧波，濾波率十分的高，但是無源的濾波裝置不可以自動操作，只能靜態(tài)地處理，若要確定是否通斷則需要依據諧波源的工作狀態(tài)，以此來判定。無源濾波裝置的理論濾波率小于70%。4.從經濟角度來分析:有源濾波裝置相比于無源濾波裝置容量更小，成本低，并且濾波率更高，所以在同樣的條件下，有源濾波裝裝置更加經濟。5.從節(jié)能角度分析: 有源濾波裝置相比于無源濾波裝置容量更小，在使用過程中，所產生的損耗也會小一些，所以有源濾波裝置可以增加設備的使用時長，降低不必要的損耗，更加節(jié)能。2.5有源電力濾波器的分類APF有很多種分類，下圖可以直

21、觀看出它的分類。圖2.5有源電力濾波器的分類2.5.1串聯型有源電力濾波器如下圖所示，串聯型有源電力濾波器是通過一個變壓器將一個串聯型有源電力濾波器在負荷與電源之間。它可以降低負載在運行過程中產生的電壓諧波，以及減少諧波的污染問題，同時，它也消除諧波電流對設備的影響。在濾波的時候，串聯型有源電力濾波器是相當于不同阻抗的等效阻抗，也可以相當于一個值比較大的阻抗，那么它就會使得諧波電流進入APF中，起到濾波作用。但是它的損耗比較大并且保護電路比較復雜，所以人們一般很少將它單獨使用。圖2.5.1串聯型有源濾波器2.5.2并聯型有源電力濾波器如下圖所示，為并聯型有源電力濾波器的拓撲結構。并聯型有源濾波

22、器是將電網和逆變器并聯，產生相應的補償電流，從而產生偏置。因為逆變器的輸出會直接受到電網典雅的影響，所以在單獨進行補償的時候容量也比較小，對它的要求也就會相對比較高，從而成本也比較高。所以，為了更加合理地使用并聯型有源電力濾波器，在現實的工廠施工中經常把它與無源濾波器一起使用。圖2.5.2并聯型有源濾波器并聯型有源電力濾波器是最基本的一種有源電力濾波器，它體現了有源電力濾波器6的特性。 (1)實時性強，精度高。利用瞬時無功理論可以提出多種不同的諧波電流檢測方法，但不同檢測方法會造成的誤差和延時，這是我們需要解決的問題。(2)可以實時的控制補償電流的輸出。檢測模塊會根據實際情況發(fā)出指令電流，并聯

23、型有源電力濾波器可以通過跟蹤檢測指令電流來進行補償，以此來確定補償電流的輸出。目前比較先進的技術是采用數字控制技術來設定控制策略。(3)補償電流技術，補償電流技術可以保證我們在電力系統(tǒng)中準確的輸出電路所需的補償電流，使電路達到穩(wěn)定，因此補償電流技術也是必不可少的一部分。隨著科技的發(fā)展，如今濾波器的廣泛應用，其中并聯型有源電力濾波器(apf)是應用最廣泛。2.5.3串-并聯型有源電力濾波器串-并聯型有源電力濾波器是分別由串聯和并聯的有源電力濾波器組成，若圖2.5.3所示，它們共享直流側的儲能元件。圖2.5.3串-并聯型有源電力濾波器串聯,并聯型有源電力濾波器結合了并聯型有源電力濾波器與串聯型有源

24、濾波器的優(yōu)點，可以在補償諧波電流的同時對電壓進行補償，包括諧波負荷端和電網諧波。解決單一串聯或并聯型有源電力濾波器的不足,功能豐富,使電壓質量和供電可靠性提高。2.6主電路的選用分類2.6.1直接接入型直接接入型是有源和無源的組合，這個組合能降低有源濾波器的成本，比如并聯LC無源濾波器可以濾除大量的較低次的諧波，而有源濾波器相對之下需要濾除的濾波就會減少。能以較低的成本消除電壓和電流的諧波，推出市面的價格也會相對以前減少，將會很受歡迎。然而，這種濾波器結構的缺點是它只能補償特定的負載。2.6.2間接接入型以此種方法進行連接，可以在保持無源濾波器的優(yōu)點濾除諧波和補償無功功率同時，通過有源濾波器來

25、對其缺點進行彌補，有源濾波器可以有效地克服電網阻抗對其產生的影響，發(fā)生電網共振等不良因素。但也存在一定的缺點，不能承受交流電源的基本電壓。2.7按有源電力濾波器中逆變器直流側儲能元件的分類有源電力濾波器可以根據逆變器直流側儲能元件的不同進行分類，當儲能元件是電容器時，他便是電壓型，當儲能元件是電感器時，可以認為是電流型。如下圖所示，電流型的APF上連接著一個電感，電感是作為一個電流源提供諧波電流的。電壓型APF上則連接著一個電容，電容起著濾波的作用，可將一定頻段內的信號從總信號中清除掉。電壓型的逆變器比電流型的優(yōu)點更為顯著，他可以解決電流源逆變器中不能用于多電平的缺點，并且電壓型濾波效率更高，

26、同樣的工作情況下，損耗更小，所以目前市面上的APF基本使用電壓型逆變器。圖2.7.1電壓型APF圖2.7.2電流型APF2.8根據補償系統(tǒng)相數分類根據有源電力濾波器補償系統(tǒng)的相數分類，有源電力濾波器可分為單相和三相，三相系統(tǒng)中又包括三相三線制和三相四線制。如商業(yè)辦公室或有計算機負載的教學樓和小型工廠這類低功耗的場所一般采用單相有源濾波器。若當電路中存在較多的諧波電流時，就需要在共耦合點連接幾個小濾波器，組成一個大的濾波器對大量諧波電流進行補償，負責容易引起電路事故。因為建筑物里有很多的單相負荷，并且隨著設備運行，會產生很多的諧波電流，對電力系統(tǒng)產生十分多的危害。在這種情況下可以選擇性地補償。但

27、是另外一個方面，住宅用戶不可能投資單相有源濾波器，因為住宅負荷基本不會產生很多集中的諧波，同時缺乏強制性的諧波約束。可以處理比較小的功率負載是單相有源濾波器的主要的優(yōu)點，所以變換器的開關頻率可以非常高，使得整個裝置的諧波補償性能大大提升。三相器件，在選擇主電路和濾波器的時候是要看三相系統(tǒng)是不是平衡。在功率比較低的時候，裝置中可以使用三相有源濾波器。不用三相系統(tǒng)和補償電壓諧波來消除電流的諧波是平衡負載使用的目標，并且采用APF的結構是可行的。如果在主電路結構上使用基于三相逆變器的三相有源電力濾波器，要在負載電流不平衡或者供電電壓不對稱的情況。而三相四線有源濾波器的使用可以減少系統(tǒng)帶來的中線電流、

28、諧波、三相不平衡和無功功率的影響，因此大多數單相負荷都是由三相系統(tǒng)供電，就是為了減少諸如上面此類系統(tǒng)問題的發(fā)生。3 諧波檢測3.1諧波檢測原理如果高頻諧波電流需要有源濾波器來補償，這只會增加有源濾波器的損耗以及負擔，所以一般的情況下，需要對不同次的諧波進行檢測以此來滿足有源濾波器對特定低頻次諧波的補償的要求。在大多的情況下，APF難以輸出高頻濾波電流，因為電網只需要濾除低次諧波，電網的阻抗會將高次諧波抑制住。由上述的分析可以讓我們知道，傳統(tǒng)的ip-iq法計算出來的是三相電網基波的正序電壓與電流矢量的組合。3.2諧波檢測法的種類基于瞬時無功理論的檢測方法有p-q、ip-iq、d-q等，它廣泛應用

29、于三相電路中，具有較好的實時性3.3 ip-iq法的介紹本文選擇了ip-iq檢測法。實功率p和虛功率q均可表示為P = p1 + p2Q = q1 + q2其中p1和q1是傳統(tǒng)有功功率的平均值。無功功率是自適應的。P2和q2是振蕩功率，與負載電流中的諧波有關。通過低通濾波器過濾掉p2和q2，我們可以得到p1和q1。諧波電流是由基波電流經過換算之后得到的基波電流，再減去原始電流得到的。基本思路之一是要補償負載中的電流分量，那么補償后從電網汲取得電流會變成了正弦波形。ip-iq檢測法原理圖如下： 圖3.3 ip-iq檢測法原理圖4 控制策略4.1補償電流跟蹤控制有源濾波器中的補償電流跟蹤控制需要通

30、過兩個電路實現，分別是指令檢測電路和電流跟蹤控制電路。指令檢測電路的作用是檢測出諧波電流的諧波含量與次數，并隨之產生多個補償的指令信號，然后信號進入補償電流發(fā)生電路。電流跟蹤控制電路是補償電流發(fā)生電路的第一步，電路將設定的參考值與信號進行對比，產生不同時間的通斷的PWM信號，而控制的結果是指令信號的變化被補償電流隨時跟蹤。由上可知，電流跟蹤控制需要有較好的實時性，并且這種方法會通過指令信號和反饋信號的瞬時值來決定功率開關管是通或是斷，如此才能得到有效的控制。4.2滯環(huán)比較PWM電流控制用一相的控制作為例子，滯環(huán)比較PWM電流控制方式的原理圖如下圖所示圖4.2 滯環(huán)比較PWM電流控制方式下面我將

31、i0代表補償電流信號，i1代表實際的補償電流信號。首先，這種控制方式會先將i0與i1進行比較，然后得出兩者之間的差值。它們的差值就是滯環(huán)比較器的輸入信號，如此，通過滯環(huán)比較器的控制，隨之會產生通斷的PWM信號，之后該信號會通過驅動電路來控制i0的實時變化。設i0是圖中的方向，這時，如果二極管導通，i1將會減小，而當T4器件導通的時候，i1會增大，用A來表示滯環(huán)比較器的環(huán)寬，當i0-i1A的時候，滯環(huán)比較器的輸出會翻轉，會讓A1的PWM驅動信號由1變?yōu)?，而A4的PWM信號將會從0變成1，這個時候，A4會處于導通狀態(tài)，i1會增大；當i0-i1A的時候，滯環(huán)比較器的輸出會不變。但是如果這個開關器件

32、反復通斷，這就會使得i1在i1-A和i1+A之間不斷隨著i0變化，如下圖所示。圖5滯環(huán)比較控制時電流與PWM控制信號波形 下列公式為電流偏差的允許范圍 用滯環(huán)比較控制方式，A會對i1的跟隨性能產生比較大的影響。當A比較小的時候，跟隨的誤差會小，但是開關的頻率會比較高，但是A比較大的時候，開關頻率就會比較低，但是跟隨誤差就會隨之增大，從而對電力半導體的器件要求不會很高。4.3三角波控制圖4.3三角波比較PWM電流控制方式的原理圖這種三角波控制的方式是通過閉環(huán)來控制的。我們可以從上圖得知，首先，它比較高頻三角波和進入的指令信號，得到這兩部分的數值之差，而這個偏差經過比例放大器或比例積分器作用得到調

33、制波，接著，這個調制波會與三角波進行對比，隨之產生通斷開關器件的信號（PWM），最后經過處理，得到了實際補償的電流。這種方式的缺點是硬件比較復雜以及響應的速度比較慢。調制波和PWM控制信號的波形如下:圖4.6三角波比較控制時調制波與PWM控制信號波形4.4補償電流控制方式的確定當前的執(zhí)行過程:系統(tǒng)以實際補償電流之間的對應關系和補償電流的指令信號為基礎獲取相應的PWM信號，這樣做的意義在于可有效地控制其補償電流并產生電路。由于其時效性的特點需對補償電流的指令信號應提前進行實時跟蹤。由上述作為基礎，則補償電流控制方式為實時跟蹤PWM控制該方法。具有廣泛應用和良好控制效果的PWM控制方式有以下三種：

34、首先,三角波比較方式,具有良好的輸出特性,但是硬件實現的支持不夠好;沒有區(qū)別打控制模式,該函數需要大量的計算,及時性差,適用場合;滯回比較模式很簡單,可行、省時間,可以適合數控技術。本文以提升有源電力濾波器的數字化進程為目的，結合三種PWM控制方式的特點，選擇滯環(huán)控制方式作為補償電流控制方式。5 設計過程此設計是選擇了ip-iq法作為檢測諧波電流的方法，以滯環(huán)比較控制法的電流跟蹤補償作為有源電力濾波器的補償方法，以RL與RC并聯作為濾波器來進行有源濾波器的諧波補償研究實驗的。下圖為設計的主電路：使用一個220V/50hz的三相交流電壓，將一個用于測量電源中瞬時的三相輸入電壓與輸入電流中的三相電

35、壓電流測量模塊通過串聯的方式連接到模型當中。接著再串聯變壓器、整流器與負載。第二個三相電壓電流測量模塊則是用來測量負載的電壓和電流的瞬時值。使用powergui則是用來顯示電路穩(wěn)定狀態(tài)的時候的電壓和電流以及電路所有狀態(tài)的變量值。如上選擇出來使用的檢測以及控制補償的方法則由下圖實現：圖5.1APF的仿真圖諧波檢測為的是從系統(tǒng)電流波形中分離出諧波電流分量與基波的無功電流，以此分量作為補償電流發(fā)生電路的指定信號再傳入指令電流運算電路中計算得到補償電流的指令信號，再在后面產生與諧波電流方向相反，大小相同的補償電流，一次進行諧波補償，消除諧波。我用了ip-iq的方法將負載電流的諧波電流分量，其輸入到滯環(huán)控制中，滯環(huán)會產生補償電流與檢測中的諧波參考值比較，經過運算公式計算，得出開關器件中的觸發(fā)脈沖，后經過驅動電路，與RL與RC形成的濾波器的補償，回到主電