基于MATLAB的混合型有源电力滤波器无功补偿仿真分析VIP免费

基于MATLAB的混合型有源电力滤波器无功补偿仿真分析郭志波，周贵锁，王深（国网辽阳县供电公司，辽宁辽阳111200）摘要：利用MATLAB仿真工具建立并联混合型有源电力滤波器的仿真模型，对系统各环节进行仿真参数的设置与仿真分析。结果表明，该混合型有源滤波器能够很好地抑制谐波和补偿无功功率，具有可行性和有效性。关键词：有源滤波器；混合型；谐波抑制；仿真；分析中图分类号：TN713.8文献标识码：A文章编号：1674-1161(2013)09-0043-04目前，有源电力滤波器（APF）在提高电能质量方面的应用越来越广泛，其能有效解决三相终端电压调节及波动抑制，进一步改善电压平衡和消除谐波等问题。并联型有源电力滤波器作为补偿装置对谐波补偿来说是更加合适的选择，然而其也存在一些明显不足；串联型有源电力滤波器在试验研究中能很好地补偿谐波电压、抑制闪变以及保持电压尽可能平衡，但目前还没有进入实际应用；统一电能质量虽然能够比较不错地补偿电压及电流，但由于其本身在制作当中所需要的容量较大，增加了使用成本，进而使其应用受到了很大限制。因此，混合型有源电力滤波器成为当前研究的重点。这种滤波器是串联加并联混合使用的，其不仅能够抑制电流及电压产生的谐波，同时在制作上装置容量大大减小，降低了造价。随着国民经济的发展以及对电能质量关注程度的不断提高，应用有源电力滤波器将会有非常好的发展前景，并且会带来更多的效益。1并联混合型有源电力滤波器的系统构成混合有源电力滤波器的系统构成主要分为3个部分：主电路系统部分、控制系统部分及补偿电流发生系统部分。其中主电路又分为有源部分和无源部分，无源部分是由单调谐无源滤波器与有源滤波器组合成的无源滤波器组；而有源部分则主要由电压型逆变器、输出谐波器以及耦合变压器组成，它是混合装置的核心部分。混合有源电力滤波器作为一种非线性与强耦合的复杂控制系统，在设计和制作试验装置前对其进行仿真研究是非常必要的，可以通过对一些重要控制参数进行调整而得出不同的仿真结果。本文提出一种先把无源滤波器与有源电力滤波器进行串联之后再将它们同非线性的负载并联的混合型滤波方案。这样既可以消除无源滤波器与有源电力滤波器各自的不足，又可以充分发挥它们的优点，即在减少有源电力滤波器容量的同时，又解决了绝缘的问题。并联混合型有源电力滤波器的系统构成如图1所示。其中，谐波源为三相桥式整流器，其含有的特征次谐波为6k±1（k=1，2，…）次。无源滤波器主要是针对负载谐波源的主要谐波分量设计的，其由5次、7次、11次单调谐滤波器构成，可滤除含量中比较突出的谐波，从而减少有源电力滤波器的容量。有源电力收稿日期：2013-07-26作者简介：郭志波（1963—），男，工程师，从事变电所改扩建及生产运行管理工作。图1并联混合型有源电力滤波器系统结构Figure1Thesystemstructureofshunthybridactivepowerfilter第9期总第231期No．9TotalNo．2312013年9月Sep．2013农业科技与装备AgriculturalScience＆TechnologyandEquipment滤波器使用的是电压型逆变器，其主要是输出各次谐波叠加的电压，来滤除掉高次谐波，从而改善系统的性能，并抑制电网阻抗同无源滤波器之间可能发生的谐振现象。输出电感主要是滤除由开关器件所产生的高频毛刺。隔离变压器在隔离有源电力滤波器与无源滤波器的同时，又可以根据它们之间的电流电压等级来对变比进行适当选择，从而使它们之间的电压与电流能够相互匹配。2仿真模型及参数设置2.1并联混合型有源电力滤波器的仿真模型为了进一步说明并联混合型有源电力滤波器的补偿性能，利用MATLAB仿真软件对该系统进行仿真分析。在该软件下能够方便地模拟并联混合型有源电力滤波器的系统构成模块，并便于修改。按照系统构成、工作原理及系统工作特点，可将仿真模型分为4个主要部分：电源负载电路部分、无源滤波器部分、有源电力滤波器主电路部分、指令运算电路部分与电流跟踪控制电路部分。总系统的仿真模型如图2所示。其中，指令运算检测电路采用瞬时无功功率理论的ip-iq检测法，电流跟踪控制电路采用滞环比控制方式。1）电源负载电路。电网中的电源是由3个星形图2系统整体仿真...