一、無差拍 SVPWM 的有源濾波器設(shè)計

　　有源電力濾波器（Active Power Filter，APF）作為一種用于動態(tài)抑制諧波的電力電子裝置，其能夠同時補償多次諧波電流，能實時控制、自動跟蹤非線性電流并加以控制，有較快的動態(tài) 響應(yīng)速度，且具有改善三相不平衡度的優(yōu)點。對于有源濾波器諧波電流檢測與補償電流的發(fā)生是其極為關(guān)鍵的技術(shù)。

　　有源電力濾波器的電流控制一般采用 PWM（PulseWidth Modulation）模式，目前常用的 PWM控制方式有滯環(huán)電流控制（Current Follow Pulse Width Modulation，CFPWM）、三角波電流控制（ΔPulse Width Modulation，ΔPWM） 和 電 壓 空 間 矢 量 脈 寬 調(diào) 制 （Space Vector PulseWidthModulation，SVPWM）三種技術(shù)。對于 SVPWM 其控制方法的優(yōu)點主要在于：提高逆變器直流側(cè)電壓的利用率，減小開關(guān)器件的開關(guān)頻率以及減少諧波成分，而且此方法更易實現(xiàn)數(shù)字化。因此，逆變電路控制常采 用此種方法。在 APF 的應(yīng)用中，SVPWM 常與滯環(huán)比較，PI調(diào)節(jié)器以及無差拍等結(jié)合應(yīng)用。本文采用無差拍 SVP-WM 控制策略，對 APF 的電流進行補償控制，以獲得較好的動態(tài)補償效果。

　　1 電力有源濾波器諧波檢測方法

　　有源濾波器的諧波電流檢測方法由時域和頻域檢測法構(gòu)成。時域檢測法主要分為：有功電流分離法和基于瞬時無功功率原理的 p-q 法，ip-iq 法以及 d-q 法等。頻域檢測法主要有 FFT法和諧波濾波器法等。

　　對于本文研究主要是采用 ip-iq 法來對電力有源濾波器進行分析研究，由圖1可看出其原理。圖中虛線框內(nèi)為直流側(cè)電壓反饋控制部分，正余弦信號 sin ωt 和-cos ωt 由鎖相環(huán) PLL 發(fā)生電路產(chǎn)生。其中 sin ωt 與 a 相輸入電壓 ua 同相;逆變電路直流側(cè)電壓的給定值為 Ucr，Ucf 是反饋值，將這兩路信號之差經(jīng)過 PI 調(diào)節(jié)器進行調(diào)節(jié)，所得到的Δip 疊加到瞬時有功電流的直流分量中，經(jīng)過運算得出指令電流 ih 中所含基波有功電流，從而令 APF 直流側(cè)與交流側(cè)進行能量互換，從而將 Uc 調(diào)整到給定值。對于電力有源濾波器而言，濾波器逆變器直流側(cè)信號與交流側(cè)信號的 能量交換是本文研究的關(guān)鍵。

　　2 無差拍控制簡介

　　SVPWM 控制是用指令電流 ic*（k） 代替補償電流 ic*（k+1）使 k 時刻的補償電流在 k+1時刻完全跟蹤上指令電流，但這樣會存在一拍的滯后。而基于 SVPWM 的無差拍控制則在 k 時刻預(yù)測出 k+1時刻的指令電流值，并以此代替補償電流，后通過 SVPWM 控制算法產(chǎn)生PWM 脈沖信號以控制變流器開關(guān)器件的通斷，從而使每一時刻輸出的補償電流等于其指令電流，實現(xiàn)了實時控制。無差拍 SVPWM 的控制原理如圖2所示。