三相四線制有源電力濾波器軟硬件系統(tǒng)的設(shè)計

　　圖 5 控制系統(tǒng)主程序流程圖

　　4 仿真結(jié)果分析

　　在所研制的100kVA并聯(lián)型有源電力濾波器裝置上，進行了諧波補償實驗。實驗系統(tǒng)主電路如圖1所示，實驗主要參數(shù)分別為：電源線電壓為380V，系統(tǒng)阻抗忽略不計;負(fù)載為三相全控整流橋，Ld=3mH，Rd=2Ω，整流橋觸發(fā)角=0;連接電抗L=0.5mH;直流側(cè)電壓Udc=850V，濾波電抗器L=1.5mH，滯環(huán)寬度約為系統(tǒng)電流峰值1%。

　　穩(wěn)態(tài)情況下仿真結(jié)果分析。如圖6所示，補償前三相非線性負(fù)載平衡，圖6(a)為補償前負(fù)載電流波形圖和頻譜圖，圖6(b)為有源電力濾波器投入補償后的電源電流波形圖和頻譜圖，其中波形圖橫坐標(biāo)為時間(秒)，縱坐標(biāo)為電流(安)。從波形圖和頻譜圖可以看出，在投入有源電力濾波器后，電網(wǎng)側(cè)高次諧波含量明顯降低，電源電流波形得到很大的改善，基本上為正弦波。經(jīng)諧波分析可知，電流總諧波畸變率由補償前的22.36%降低到補償后的2.64%，5次諧波電流由18.89%下降到1.45% ，7次諧波電流由10.21%下降到0.92%，取得了令人滿意的補償效果。

　　圖6補償前后A相電源電流波形圖及其頻譜圖

　　5 結(jié)論

　　本文簡要說明了并聯(lián)型三相四線制有源電力濾波器的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和工作過程，并較詳細(xì)的探討了控制系統(tǒng)所采用的控制方法、硬件電路設(shè)計和軟件流程設(shè)計。經(jīng)過理論和仿真分析可知，通過合理選擇主電路結(jié)構(gòu)參數(shù)和控制系統(tǒng)參數(shù)等，本裝置具有良好的動態(tài)跟蹤補償性能，可以實現(xiàn)三相四線制電力系統(tǒng)中的諧波污染抑制，無功功率補償?shù)裙δ?。因此，最終可以實現(xiàn)改善系統(tǒng)電能質(zhì)量、提高功率因數(shù)和降低電能損耗等目的。