淺談DSP的并聯(lián)電力有源濾波器的仿真研究方案

1引言
　　近十年來，隨著電力電子技術(shù)的飛速發(fā)展，電力有源濾波器（簡稱APF）逐步進入成熟應(yīng)用的階段。電力有源濾波器是一種基于脈寬調(diào)制、信號處理和大功率高速自關(guān)斷電力電子器件的電力電子設(shè)備（不排除利用多重化技術(shù)由低頻器件構(gòu)成等效高頻拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)方式和早期的強迫換流方式），它通過向交流電力系統(tǒng)實時注入與系統(tǒng)諧波相位相反大小相等的補償諧波，達到消除系統(tǒng)諧波污染的目的。國內(nèi)對電力有源濾波器的研究起步很早，所取得的理論成績也并不比國際水平低，但是由于國民經(jīng)濟實力的限制，造成資金和制造技術(shù)落后以及供求關(guān)系難以形成，這一先進產(chǎn)品一直處于實驗室階段。
　　國外工程界已對有源濾波器進行了多年的實踐，在電力電子設(shè)備的制造技術(shù)和運行方面積累了豐富的經(jīng)驗，目前已經(jīng)先后有ABB、西門子、梅蘭日蘭等幾家外國公司開始在我國國內(nèi)推銷該類產(chǎn)品。在這種情況下，推動國內(nèi)電力有源濾波器的實用化研究具有迫切的現(xiàn)實意義。本文希望從工程應(yīng)用的角度發(fā)表一些淺見。
　　2研究方案選擇
　　文獻［1］列舉了數(shù)百篇APF的相關(guān)文獻，對近年來的有源濾波器技術(shù)進行了概括性的點評。串并聯(lián)合用的APF（又稱UPQC）對電力系統(tǒng)的諧波抑制效果最佳，但成本最高，適用范圍受限；串聯(lián)型APF主要適合于抑制電壓型諧波和擾動；并聯(lián)型APF做為最基本的、也是最早出現(xiàn)的系統(tǒng)形式，主要適合于抑制電流型諧波和擾動。
　　文獻［2］將負(fù)載產(chǎn)生的諧波分為電流源型和電壓源型，認(rèn)為并聯(lián)型APF對前者有較好的補償效果而對后者補償效果較差，串聯(lián)型APF則反之。雖然這樣的分析有重要的理論意義，但是從現(xiàn)場的實際情況來說，文獻［2］中純粹的電容性整流型負(fù)載并不存在，即便在對蓄電池充電的場合，也會加裝直流側(cè)的平波電抗器，退一步說，即便存在這類負(fù)載，在交流側(cè)的隔離變壓器前也可使用并聯(lián)型APF對負(fù)載進行補償。因此，可以說并聯(lián)型APF的適用范圍要比串聯(lián)型APF大得多。另外，由于工業(yè)型的三相三線制APF技術(shù)改進后即可用于民用的三相四線制情況，本文的仿真限于對工業(yè)型APF的研究，如圖1所示。
　　
　　圖1有源濾波器示意圖
　　
　　圖2同步dq坐標(biāo)法的階躍響應(yīng)
　　
　　圖3同步dq坐標(biāo)法的斜坡響應(yīng)