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随着电网中的电力电子装置及其它非线性负载明显增多,向电网中注入了无功和谐波,危害电力系统和用电设备的正常工作。有源电力滤波器(Active power filter,APF)作为一种动态无功补偿和谐波治理的重要装置,得到了越来越多的应用,逐渐成为电力系统谐波治理的研究热点。 谐波电流检测方法的优劣直接关系控制性能。通过分析各种检测方法的优劣,确定采用基于瞬时无功功率理论(ip-iq)的谐波电流检测算法。并将滑动平均值滤波技术应用于ip-iq算法中,提高谐波检测的准确性与快速性。 本文采用的预测控制是一种新型的控制算法,针对APF这种非线性较强的电力电子装置,基于预测控制的基本原理,对APF谐波电流闭环控制进行分析及研究,得到电流预测的规律,更好地抑制电网谐波。最后分析了电流预测控制参数对系统稳定性及动态响应性能的影响。 本文在分析有源滤波器的类型和基本原理的基础上,选择APF的结构类型。深入研究APF的工作原理,预测控制算法的基本原理及三角波比较控制原理,采用模型预测控算法,建立并联型三相三线制APF的数学模型。设计并联型三相三线制APF的电路模型,进行硬件和软件设计,并对模型进行必要的优化设计。 本文最后采用了MATLAB仿真软件对系统进行仿真,得出仿真结果,并在仿真基础上以DSP为核心控制器的APF实验平台上进行软硬件调试。对实验系统进行分析研究,实验结果表明:采用先进的预测控制算法实现APF的谐波抑制功能,具有较好的动态补偿性、稳定性和鲁棒性。