FBD谐波电流检测法在三相四线制有源滤波器中的应用_电器论文发表

FBD谐波电流检测法在三相四线制有源滤波器中的应用

李静

摘要：本文以四桥臂并联型有源电力滤波器为研究对象，对FBD谐波电流检测法的原理进行了详细的推导。该方法利用锁相环来产生参考电压，将负载电流投影到参考电压上，通过LPF可以准确检测出基波有功电流和无功电流。无论电源电压畸变与否，FBD法都能准确地检测出系统谐波电流，同时避免复杂的坐标变换。建立了基于Matlab平台的仿真模型，并验证了该方法的有效性。

关键词：三相四线制;FBD;仿真



1．引言

在生产和生活中三相四线制供电系统的广泛应用，其产生的中性线电流、谐波、无功功率和三相不平衡问题引起了人们的重视[1]，成为国内外学者研究的热点。因此，研究三相四线制有源滤波器对于改善用电环境、提高供电质量，有普遍适用性意义和实际应用价值。

2．基于FBD法的谐波电流检测原理

FBD法基本思路是:把实际电路中的负载等效为理想电导元件,认为电路中的功率都消耗在这个等效电导上,根据等效电导对电流分解,讨论各电流分量的性质[2]。

在三相电路中，a、b、c三相的电压相位、电流相位依次相差120°。设三相电路的电源电压无畸变，令电源电压u为

式(2.17)中 为各相基波有功电流的平均值，即

由以上分析容易得出，基波有功电流和基波无功电流的最终表达式中只用到电源电压的相位，与电源电压的幅值无关。可以准确检测出三相电路的谐波电流，FBD间接法检测谐波和无功电流原理框图如图1所示。

据以上分析，欲检测某次（如 次）谐波电流，利用PLL电路产生 次谐波参考电压即可

FBD间接法的特点是：电流检测的最终结果中没有用到电压的幅值，检测结果不受电源电压畸变的影响，并且可避免复杂的Park变换、dq变换及其反变换过程，应用范围不局限于三相系统。

3.系统仿真

仿真条件如下：电网电压380伏，50赫兹；非线性负载为三相不控整流桥直流侧负载8 电阻及A相接单相不控整流桥，直流侧负载8 电阻；谐波电流检测方法采用FBD法，其内部结构如图1所示；控制策略采用基于三维SVPWM调制[3]，主动控制平衡因子法控制直流侧中点电位平衡[4].为了维持直流侧电压的稳定，这里用比例积分（PI）控制算法得到附加电导，可以做到无静差调节[5]。

由图2和图3可以看出，前述的包含直流侧电压控制的FBD指令电流计算方法不仅可以准确计算出指令电流，电源电流的总谐波畸变率（THD）由补偿前的23.95%降为2.59%，电流谐波分量得到有效抑制。

4．结论

文中采用了FBD 法的APF 参考电流检测方法．该方法利用PLL 产生参考电压，将负载电流投影到参考电压上，计算机仿真结果证明：采用FBD谐波电流检测方法和三维空间矢量调制方案，可以获得良好的谐波补偿效果。

参考文献

[1] 荆锴，田立军.电力系统谐波检测与治理问题研究[硕士学位论文].山东济南：山东大学，2009年4月

[2] 于晶荣，曹一家，关德维等. 基于FBD法的有源电力滤波器参考电流检测新方法[J]. 湖南大学学报（自然科学版），2011年2月，38（2）.

[3] 刘嫣，马一博. 基于SVPWM三电平逆变器控制策略研究[J]. 陕西科技大学学报，2009年8月，27（4）

[4] 姜小艳. 三点平整流器中点电位平衡控制研究[硕士学位论文]. 江苏徐州：中国矿业大学，2010年6月.

[5] 三相电能质量调节器的检测及控制新方法[J]. 清华大学学报（自然科学版），2004,44（10）.