一種新型并聯(lián)混合型有源濾波器的研究

APF的有源部分與LC濾波器串聯(lián)，然后并聯(lián)接入電網(wǎng)，非線性負(fù)載為整流負(fù)載。有源濾波支路產(chǎn)生諧波補(bǔ)償電流來補(bǔ)償整流負(fù)載電流中的諧波電流，從而使電網(wǎng)側(cè)電流實(shí)現(xiàn)正弦化。負(fù)載交流側(cè)串接阻抗，以防止短路故障電流和降低負(fù)載電流畸變率，同時(shí)抑制公共節(jié)點(diǎn)電壓的開關(guān)紋波分量。
無源濾波器采用單調(diào)諧電路，在某個(gè)低次諧波附近呈現(xiàn)低阻抗，分流負(fù)載電流的該次諧波分量，而在開關(guān)頻率處呈現(xiàn)高阻抗，從而不需要額外的開關(guān)紋波濾波器，減小了系統(tǒng)的體積。此外，對(duì)于基波而言LC諧振電路相當(dāng)于一個(gè)大電容，承擔(dān)了大部分的基波電壓，有源濾波器上的基波電壓非常小，降低了對(duì)開關(guān)器件的耐壓要求。因此在某些場(chǎng)合中可以選用低壓MOSFET，降低成本，提高系統(tǒng)效率及補(bǔ)償性能。

2 TSHAPF控制策略
TSHAPF中逆變器控制策略是整個(gè)濾波系統(tǒng)的核心問題，它決定著濾波的跟隨特性和整體濾波效果。文中提出了一種采用電網(wǎng)諧波電流反饋控制與負(fù)載諧波電流前饋控制的復(fù)合控制策略，這種控制方法計(jì)算量小，控制簡單，濾波效果比僅采用電網(wǎng)諧波電流作反饋控制時(shí)更好。其中前饋控制的作用是當(dāng)擾動(dòng)出現(xiàn)時(shí)立即根據(jù)擾動(dòng)的性質(zhì)和大小進(jìn)行控制，以補(bǔ)償擾動(dòng)的影響，目的是加速系統(tǒng)響應(yīng)速度，改善系統(tǒng)的調(diào)節(jié)品質(zhì)；反饋控制主要用來彌補(bǔ)前饋控制的不足，克服模型不精確以及干擾帶來的影響。TSHAPF的總體控制框圖如圖2所示。

2．1 反饋控制
反饋控制是有源濾波器中最常用的控制策略，目的在于利用有源濾波器來改善無源濾波器的整體濾波性能。
基于瞬時(shí)無功理論，文中通過abc-dq變換將三相電網(wǎng)電流is轉(zhuǎn)化為瞬時(shí)有功電流id1和瞬時(shí)無功電流iq1，其中的直流部分對(duì)應(yīng)is中的基波分量，交流部分對(duì)應(yīng)is中的諧波分量。使用兩個(gè)一階高通濾波器從id1，iq1中提取出交流分量idac和iqac，之后進(jìn)行dq-abc變換就可以得到待補(bǔ)償?shù)碾娋W(wǎng)諧波電流iSH，將其放大K倍后作為有源濾波器的參考信號(hào)。同時(shí)，通過檢測(cè)逆變器直流電壓Vdc進(jìn)行閉環(huán)控制可以實(shí)現(xiàn)Vdc的建立與穩(wěn)定，無需外加獨(dú)立直流電壓源。