基于瞬时功率理论的APF的SIMULINK模型仿真

Posted 2022-12-19 fpga和matlab

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一、理论基础

二、核心程序

三、测试结果

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一、理论基础

       由于电网中大量电力电子器件的应用，导致电网中谐波问题严重。解决电网谐波问题，首先是对电网中谐波成分的检测，将三相三线制的电力系统中瞬时无功理论的基本原理，推广到三相四线制系统，验证在存在零序电流的情况下，低压配电网系统对检测负载电流谐波含量的实用性。在检测谐波含量的过程中，为有效解决传统方法中跟踪精度和响应速度无法兼备的问题，利用引入电流平均值法模块来代替传统LPF模块。

       有源电力滤波器（APF：Active power filter）是一种用于动态抑制谐波、补偿无功的新型电力电子装置。它能够对不同大小和频率的谐波进行快速跟踪补偿，之所以称为有源，是相对于无源LC滤波器，只能被动吸收固定频率与大小的谐波而言，APF可以通过采样负载电流并进行各次谐波和无功的分离。控制并主动输出电流的大小、频率和相位，并且快速响应，抵销负载中相应电流，实现了动态跟踪补偿，而且可以既补谐波又补无功和不平衡。

        APF主要采用FFT算法，DFT算法以及三相电路瞬时无功功率理论算法；APF有并联型和串联型两种，前者用的多；并联有源滤波器主要是治理电流谐波，串联有源滤波器主要是治理电压谐波等引起的问题。有源电力滤波器（APF：Active power filter）是一种用于动态抑制谐波、补偿无功的新型电力电子装置，它能够对不同大小和频率的谐波进行快速跟踪补偿，之所以称为有源，是相对于无源LC滤波器，只能被动吸收固定频率与大小的谐波而言，APF可以通过采样负载电流并进行各次谐波和无功的分离，控制并主动输出电流的大小、频率和相位，并且快速响应，抵销负载中相应电流，实现了动态跟踪补偿，而且可以既补谐波又补无功和不平衡。有源滤波器同无源滤波器比较，治理效果好，主要可以同时滤除多次及高次谐波，不会引起谐振，但是价位相对高！实际应用安全系数很低，国际普遍做法是以变压器升压，来保证可靠性，国家相关部门也要求以变压器升压的形式和有源滤波器结合，治理高压谐波！

        APF就是把逆变器并联在电网上，来补偿非线性负载产生的谐波和无功。它补偿电流原理如下：补偿谐波电流：检测负载电流及其电流,把作为逆变器的电流给定信号，因为APF与负载并联，所以补偿之后，负载电流,从而实现了抑制电源电流中的谐波的目的。 补偿负载的无功功率：同理，给逆变器的信号中叠加与负载电流的基波无功分量反极性的信号即可，两者同时补偿即得负载电流的基波有功分量。

二、核心程序

三、测试结果

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