摘要 并联型有源电力滤波器的变环宽滞环电流操控办法是依据电流幅值的改动当令调整滞环宽度，可有用确保滤波器的补偿功能，操控开关器材的开关频率。在传统的变环宽滞环电流操控算法的基础上，参加了电流限幅和频率PI反应操控环节，约束了较大电流的动摇，进步了频率的操控精度，以及有源电力滤波器的电流补偿功能。Matlah仿真成果标明，选用新式恒频滞环电流操控算法进行电流盯梢补偿时，体系的电流总畸变率小于选用传统变环宽滞环电流操控算法时的总谐波畸变率。
要害词 有源电力滤波器;谐波;变环宽;滞环电流操控
有源电力滤波器(Active Power Filter，APF)是一种用于动态按捺谐波、补偿无功的新式电力电子设备。作为能有用处理一系列电能质量问题的设备，而倍受重视。其间电流操控技能是 APF功能好坏的要害。现在选用的电流操控办法主要有三角波电流操控、滞环电流操控及空间矢量操控等，其间滞环电流盯梢操控办法简单易行、实时性好，可完成对电流的快速盯梢操控，受负载参数改动影响较小，鲁棒性好等长处;其缺陷是输出电压中的谐波重量不含特定频率谐波，开关频率不固定有时乃至很高，然后带来开关噪声及损耗加大等问题。有的学者提出经过含糊操控来当令调整滞环宽度，保留了滞环电流操控的长处，也在必定程度上克服了开关频率不固定、损耗大等缺陷。但含糊操控对操控体系的优化调整存在必定困难。
本文提出在变环宽滞环电流操控办法的基础上参加一个限幅环节和频率反应PI操控环节，既保留了其长处，又增大了抗搅扰才能、进步了对参阅电流的盯梢精度，有用增强了有源电力滤波器的功能。
1 电流滞环操控计划
1.1 APF主电路拓扑结构
图1所示为最基本的有源电力滤波器体系结构的原理图。
传统的电流滞环操控有源电力滤波器原理如图1所示。体系由谐波电流检测电路、电流盯梢操控电路、驱动电路和主电路构成。电流盯梢操控大多数选用滞环电流操控战略，操控战略的好坏直接影响到APF的作业功能，本文对固定环宽滞环电流操控、变环宽滞环电流操控和改善型恒频变环宽滞环电流操控3种计划进行剖析。
1.2 定环宽滞环电流操控办法
图2所示为选用定环宽滞环比较器的瞬时值比较办法的原理图。
在该办法中，将补偿电流的指令信号
与实践的补偿电流信号ic进行比较，两者差值
作为滞环比较器的输入，经过滞环比较器发生操控主电路中开关通断的PWM信号，该PWM信号经驱动电路来操控开关的通断，然后操控补偿电流ic的改动。用H标明滞环比较器的环宽，当-H≤≤H时，滞环比较器的输出坚持不变;而当||>H时，滞环比较器的输出发生翻转，假定后边的驱动电路和主电路无延时，则补偿电流ic的改动方向随之改动。
在该操控办法中，滞环的宽度H对补偿电流的跟从功能有较大影响。当H较大时，开关通断的频率即电力半导体器材的开关频率较低，故对电力半导体器材的要求不高，但盯梢差错较大，补偿电流中高次谐波较大。反之，当H较小时，虽跟从差错小，但开关频率较高，增大了开关器材的损耗，也减少了设备的使用寿命。在确保补偿精度的前提下，尽或许减小器材开关频率尤为重要。
图3所示为滞环电流操控电流电压波形图，其间，为参阅谐波电流;ic为实践补偿电流;别离为实践补偿谐波电流的上升和下降阶段;ton、toff别离
为对应的上升阶段时刻和下降时刻，Udc为直流侧%&&&&&%两头的电压，HR为滞环的环宽。因为APF三相彼此独立，任何一相不受其他两相搅扰。任一相电源电压瞬时值方程为
式(1)中，L为输出电感;k为开关系数;e为电源相电压;i为逆变器输出补偿电流。
以C相为例，由图3可看出，补偿电流ic随参阅谐波电上下波形，上升阶段下降阶段替换。当ic处于上升阶段ton即时刻段内
式(9)标明滞环宽度取决于输出电感L、电源相电压e、功率器材开关频率fc、参阅谐波电流及直流侧电压Udc。其间e、L、Udc为定值，fc设定为希望频率，则HB随的改动量
的改动而改动，因为将fc设定为希望频率，依据上式能够实时核算出滞环的宽度，经过合理的实时调整滞环的宽度来操控功率器材的稳定开关频率。此操控办法的原理如图4所示。
1.3 变环宽滞环电流操控办法的改善
变环宽滞环电流操控办法虽然在必定程度上能改善操控作用，但在仿真试验中发现实践的开关频率并不能较好地跟从希望频率。比方将逆变器开关频率设定为15 kHz时，实践的开关频率平均值只要13 kHz，不能精确地跟从设定值，并有较大的电流动摇发生，补偿功能还有必定的进步空间。因而，在变环宽滞环电流操控的基础上对指令电流核算和滞环宽度核算环节进行改善。如图6所示，对指令电流参加一个限幅环节，此环节用来约束在开关投切等动作时或许呈现的较大电流动摇;对滞环宽度核算环节参加一个频率反应 PI调理环节，整个频率操控环节完成闭环操控，使逆变器的实践开关频率更挨近设定频率，然后进步电流操控办法的盯梢精度，进步有源电力滤波器设备管理谐波的功能。
2 Matlab仿真剖析
使用Matlab软件，构建三相独立组合式并联型APF的仿真模型。仿真模型参数设定为：相电压为220 V的工频交流电，滤波电感L为5.3 mH，直流侧电压为400 V，非线性负载为三相桥式不可控整流电路，负载电阻为47 Ω，负载电感为5 mH，选用恒频变环宽滞环电流操控办法时逆变器的开关频率为15 kHz。
对三相独立组合式电压型脉宽调制APF别离选用定环宽滞环电流操控、变环宽滞环电流操控和改善型恒频变环宽滞环电流操控3种不同的操控战略进行仿真剖析，如图8所示，图中THD标明总谐波畸变率。
剖析仿真成果可知：同一体系，相同电路参数的情况下，选用传统固定环宽滞环、变环宽滞环及本文提出的新式恒频变环宽滞环电流操控办法的电流THD别离为 3.35%、1.91%和1.56%，从仿真成果能够看出选用新式恒频变环宽滞环电流操控战略的补偿精度显着进步，补偿作用比传统的固定环宽滞环电流操控愈加抱负，证明了该改善操控算法的有用性。
3 结束语
文中提出了一种新的恒频变环宽滞环电流操控算法。该算法在传统变环宽滞环电流操控算法的基础上参加了限幅环节和频率PI反应操控环节，开关频率操控环节完成了闭环操控，使逆变器的实践开关频率愈加挨近设定值，然后使补偿功能得到进步。经过仿真证明选用该算法得到的体系总谐波畸变率显着低于传统算法，进步了有源电力滤波器的作业功能。
