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第 }卷第 期
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淮阴师范学院学报自然科学版
JOURNAL OF HUAIYIN TEACHERS COLLEGE NATURAL SCIENCE EDITION
Vol N No }
Mar
有 源 电 力 滤 波 器 直 流 侧 电 压 新 的 控 制 策 略
周凯杰 曹培培
淮阴师范学院 物理与电子电气工程学院 江苏 淮安
摘 要 针对有源电力滤波器APF直流侧电压传统 PI 控制策略参数难以确定的问题 设计
了一种基于模糊控制的参数自整定的模糊 PI 控制器 通过对 APF 的工作原理分析可知谐波电
流补偿效果与直流侧电压稳定密切相关 以实际电压与给定电压的差值及其变化率为输入量
建立模糊控制规则 实现 PI 参数自调节的目的 MATLAB 仿真结果表明 在模糊 PI 控制策略
下 直流侧电压更稳定 APF 滤波效果也更好
关键词 有源电力滤波器 参数自整定 直流侧电压 模糊 PI 控制器
中图分类号 TM 文献标识码 A 文章编号
收稿日期
作者简介 周凯杰 男 江苏宿迁人 助教 硕士 研究方向谐波抑制与无功补偿
引言
近年来由于电力电子等非线性设备的大规模使用 在电网中产生了大量的谐波 致使电网污染日益
严重 并对人们的日常生产和生活造成了极大的危害 因此采取必要的措施来抑制谐波 提高电能质量
已刻不容缓 而有源电力滤波器APF是公认的治理谐波污染的有效手段之一 对其进行研究具有非常
重要的实际意义 有源电力滤波器APF是一种新型主动抑制谐波和补偿无功的电力电子补偿装置 具
有较好的动态性能 可以弥补传统无源滤波器补偿方法的不足 有源电力滤波器的原理是产生与谐波源
谐波电流幅值相同 相位相反的补偿电流 从而达到滤除谐波的目的 有源电力滤波器主要包括两大部
分
指令电流运算电路和补偿电流发生电路 其中补偿电流发生电路由电流跟踪控制电路 驱动电路
主电路PWM 变流器三大部分组成 目前主电路主要采取电压型 电流型逆变器两种形式 目前电压型
应用最为广泛 而电压型逆变器直流侧电压是否保持稳定直接关系到补偿电流的跟踪性能 因此对直流
侧电压进行控制 保持其稳定就很有必要了 传统 PI 控制因其原理简单 易于实现 控制参数相互独立
等优点被广泛应用在 APF 直流侧电压控制上 但是由于 PI 控制过于依赖系统的精确的数学模型 鲁棒
性差 容易引起电流冲击和电压超调 导致系统过流和过压保护动作 严重时会导致 IGBT 等器件的损
坏
模糊控制的鲁棒性强 对非线性 时变及纯滞后的系统尤为适合 模糊控制直接采用语言控制规
则 在设计中不依赖被控对象的数学模型 设计简单 便于应用
本文针对传统 PI 控制策略的不足 设计了基于模糊控制的 PI 控制器 该策略以实际电压与给定电
压的差值及其变化率为输入量建立模糊控制规则 使 PI 参数根据要求进行自动调节 并通过建立 APF
仿真模型进行验证
SAPF 工作原理
并联型有源电力滤波器SAPF原理图如图 所示 工作原理是通过电压传感器 电流传感器检测
出相应的电压和电流信号 然后通过指令运算单元计算出补偿的指令电流 ic
经有源滤波器的控制器
进行信号处理将其转换成 PWM 指令 控制 PWM 变流器输出与谐波电流大小相等 相位相反的补偿电
流 ic 从而达到消除谐波 得到理想的正弦电流 APF 作为一种用于动态抑制谐波 补偿无功的新型电力
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weixin_38727062
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