三相四线制有源电力滤波器软硬件系统的设计

　　图 5 控制系统主程序流程图

　　4 仿真结果分析

　　在所研制的100kVA并联型有源电力滤波器装置上，进行了谐波补偿实验。实验系统主电路如图1所示，实验主要参数分别为：电源线电压为380V，系统阻抗忽略不计;负载为三相全控整流桥，Ld=3mH，Rd=2Ω，整流桥触发角=0;连接电抗L=0.5mH;直流侧电压Udc=850V，滤波电抗器L=1.5mH，滞环宽度约为系统电流峰值1%。

　　稳态情况下仿真结果分析。如图6所示，补偿前三相非线性负载平衡，图6(a)为补偿前负载电流波形图和频谱图，图6(b)为有源电力滤波器投入补偿后的电源电流波形图和频谱图，其中波形图横坐标为时间(秒)，纵坐标为电流(安)。从波形图和频谱图可以看出，在投入有源电力滤波器后，电网侧高次谐波含量明显降低，电源电流波形得到很大的改善，基本上为正弦波。经谐波分析可知，电流总谐波畸变率由补偿前的22.36%降低到补偿后的2.64%，5次谐波电流由18.89%下降到1.45% ，7次谐波电流由10.21%下降到0.92%，取得了令人满意的补偿效果。

　　图6补偿前后A相电源电流波形图及其频谱图

　　5 结论

　　本文简要说明了并联型三相四线制有源电力滤波器的系统结构和工作过程，并较详细的探讨了控制系统所采用的控制方法、硬件电路设计和软件流程设计。经过理论和仿真分析可知，通过合理选择主电路结构参数和控制系统参数等，本装置具有良好的动态跟踪补偿性能，可以实现三相四线制电力系统中的谐波污染抑制，无功功率补偿等功能。因此，最终可以实现改善系统电能质量、提高功率因数和降低电能损耗等目的。