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三电平有源电力滤波器的无差拍控制研究


第 5期  2 01 3年 9月  电   源  学  报  NO . 5   S e p . 2 01 3   J o u na r l   of   P owe r   Su p p l y   三 电平有 源 电力滤 波器 的无 差拍 控制研究  朱 日升 , 康 劲松 , 卢 文 建  ( 同济大 学 电子 与信 息 工程 学院 电气 工程 系, 上海 2 0 1 8 0 4 )   摘要 : 对 三 电 平 主 电路 拓 扑 结构 的并 联 型 有 源 电 力 滤 波 器 进 行 研 究 . 首 先 介 绍 了 其谐 波 电流 检 测 方 法 、 三 电 平  主 电路 数 学模 型 以 及 无 差 拍控 制 策略 。针 对 三 相 三 线 制 有 源 电力 滤 波 器 , 根据所建立的主电路基于 a b e 三相和 d - q   旋转 坐标 系下 的 数 学 模 型 . 详 细 阐述 了无 差 拍控 制 的 原理 、 主 电路 的 离散 化 模 型 。 并分 别提 出非 线 性 负载 稳 定和 突  变 两 种运 行 情 况 下谐 波 电流 的 预 测 算 法 。基 于 MA T L A B / S i r n u l i n k 系统仿 真分 析 结 果, 表 明, 所 提 出 的无 差拍 控 制 方  法 能很 好 地保 证 控 制 系统 的 精 度 和 动 态响 应 的 速 度 。   关键 词 : 无差拍控制 ; 有 源 电 力滤 波 器 : 三 电平 ; 谐 波 电 流预 测  中 图分 类 号 : T M7 1 4 . 3   文 献标 志码 : A   文章编号 : 2 0 9 5 — 2 8 0 5 ( 2 0 1 3 ) 0 5 — 0 0 1 4 — 0 7   引 言  近 年来 , 电 网中 的整 流器 、 电弧 炉 、 变 频 器 以及  点  。本 文针对 三相 三线 制 系统 , 选择 三 电平 主 电路  拓 扑 结 构 的并 联 型有 源 电力 滤 波器 作 为 研究 对 象 ,   提 出 了一种 谐 波 电流 值 预测 算 法 , 该 方 法 能很 好 地  确定 指令 电流 , 改 善系 统 的控制 性 能 。   各 种 电力 电子 装 置不 断 增加 ,这些 负载 非线 性 、 冲  击 性 和不 平衡 性 的用 电特 性 , 使 电 网受 到 了越 来 越  严 重 的谐 波 污 染 。有 源 电力 滤 波 器 ( a c t i v e   p o w e r   i f l t e r , A P F ) 作 为谐 波 抑制 的 装 置得 到 了广 泛 的研 究  1 三 电平有 源 电力滤 波器 的工作 原理  三 电平 主 电路 拓 扑 结构 的并 联 型 A P F的结 构  原理图如图 1 所示 . 三 电平 变 流器 采用 常见 的 二极  和应用 。其 主要 原理 是在 电网 中注入一 个 与负 载谐  波 电 流大 小 相 等 、 方 向相 反 的补 偿 电 流 , 从 而 达 到  消除 谐波 电流 的 目的【 l 】 。因此 , A P F采样 电流 的准确  管 箝 位 桥臂 组 成 的 三相 逆 变 电路 结 构 ,  、  、   为  三相 电 网 电压 , i s a . i   为 三 相 电 网输 出 电流 ,  、  、   i   为 非 线 性 负载 电流 , 如、  、  为 A P F输 出 电流 , 即 

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