低压大功率有源电力滤波器的控制策略研究

重复控制器在反馈系统中对于周期性外激励信号的跟踪和抑制具有很强的控制性能。RP的表达式为：

式中：Kr为直接反馈增益；Ks为重复控制的增益。
RP可弥补PI控制和RC的不足，理论上对各次谐波都有无穷大增益，但存在一个工频周期的延迟，影响系统的动态响应速度。这里采用复合控制的方法，以达到理想的控制效果。

4 仿真和实验结果分析
通过定性分析，设计容量为300 kVA的无功谐波补偿装置，仿真和实验参数：电网电压400 V／50 Hz，滤波电感350μH，直流侧电容8 250μF，直流电压750 V，有功负载电阻1．5 Ω，无功负载电感1．28 mH，晶闸管不控整流桥直流侧电阻、电感分别为0．8 Ω，500μH。图4示出仿真和实验波形。

由图4a，b可见，在平衡的无功负载情况下，无功补偿电流峰值达到600 A，电网的功率因数从补偿前0．05～0．06提高到补偿后的0．99～1，系统补偿效果理想。isa，isb，isc为电网电流，iaf为补偿电流；由图4c可见，角接的拓扑结构具有理想的不平衡补偿性能；由图4d可见，该系统能很好地解决不平衡负载造成的电网电流不均衡问题，将电网电流不平衡度由补偿前的22．3％降低到补偿后的2．4％；由图4e，f可见，系统具有理想的谐波补偿能力；实验中采用晶闸管整流桥带阻感负载作为谐波源，谐波电流峰值达到350 A，将电网电流THD由补偿前的29．1％～33．4％降至3．4％～4．1％，谐波补偿效果较理想。

5 结论
对无功谐波补偿器拓扑进行研究，采用单相控制的方法，对单相负载进行谐波电流检测和无功电流检测。在负载不平衡的情况下，提取出不平衡负载中的负序电流和正序无功电流，采用比例、谐振控制和重复控制相结合的控制策略及双DSP控制的硬件架构，从对谐波和无功补偿后所得的数据可见，该装置具有理想的补偿效果；在不平衡无功负载情况下，补偿后的电网电流达到平衡，电网的功率因数为1，说明三角形连接的H桥结构具有很强的不平衡负载补偿能力。实验验证了所提复合控制方法是合理有效的，且具有理想的控制效果，数字实现简单。