三相四線制有源電力濾波器軟硬件系統的設計

　　圖 5 控制系統主程序流程圖

　　4 仿真結果分析

　　在所研制的100kVA并聯型有源電力濾波器裝置上，進行了諧波補償實驗。實驗系統主電路如圖1所示，實驗主要參數分別為：電源線電壓為380V，系統阻抗忽略不計;負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;直流側電壓Udc=850V，濾波電抗器L=1.5mH，滯環(huán)寬度約為系統電流峰值1%。

　　穩(wěn)態(tài)情況下仿真結果分析。如圖6所示，補償前三相非線性負載平衡，圖6(a)為補償前負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，其中波形圖橫坐標為時間(秒)，縱坐標為電流(安)。從波形圖和頻譜圖可以看出，在投入有源電力濾波器后，電網側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 結論

　　本文簡要說明了并聯型三相四線制有源電力濾波器的系統結構和工作過程，并較詳細的探討了控制系統所采用的控制方法、硬件電路設計和軟件流程設計。經過理論和仿真分析可知，通過合理選擇主電路結構參數和控制系統參數等，本裝置具有良好的動態(tài)跟蹤補償性能，可以實現三相四線制電力系統中的諧波污染抑制，無功功率補償等功能。因此，最終可以實現改善系統電能質量、提高功率因數和降低電能損耗等目的。