三相四线制系统中有源电力滤波器的研究

的。整个系统可看成是一个四相电流跟踪控制系统。

3.2三相变流器的控制方法

由三相变流器构成的三相四线制有源电力滤波器的主电路如图5 ，其主要区别在零线上的连接，四相变流器时，零线通过变流器中的一相连接到直流母线上；而三相变流器时，电源的零线与直流侧母线中点相连接，以此来给零线电流提供通道。

图5采用三相变流器主电路结构的有源滤波器的等效电路

作与四相变流器主电路的有源滤波器同样的理想假设，则可得出相应的系统电路方程为：

（3）

其中，，以及与直流侧电压的关系为：

（4）

将（3）、（4）两式合并，可得：

（5）

从式（5）可以看出，各项补偿电流的产生是由各相的开关动作来决定的。由于三相四线有源电力滤波器要补偿的对象不仅有各项的基波负序电流和谐波电流，而且要包括零序电流分量，这些电流的产生均需要由三个开关Sa 、Sb 、Sc 的动作来完成，并且这些开关的动作还要完成直流侧总电压和中点电压的控制。在控制这三个开关时，开关的动作既要考虑电路中的谐波电流、基波负序电流成分，又要考虑零序电流的控制。由此可以看出，与四相变流器电路相比较，三相变流器需要的器件数目虽然减少了，但是其控制变得复杂了。

4 结论

针对三相四线制系统具有零线的特点，本文介绍了三种典型的用于三相四线制系统的并联型有源电力滤波器结构，并在此基础上，对组成三相四线制有源滤波器的两种常用的主电路结构的控制方法进行了研究。得出以下结论:

1. 四相变流器与三相变流器相比，在电路的组成上多了一对开关器件，主电路及驱动电路要相对复杂一些。但四相变流器的控制要相对简单一些，特别是零线电流的控制，由于专门用了一相来消除零线电流，这使得在电流跟踪控制电路的组成上四相是一致的。可以将三相四线制电路看成一四相变流电路。
2.四相变流器的控制计算电路特别是直流侧电压控制部分要相对简单。控制计算电路与三相三线制相比，只有一些简单的补充，增加了一些运算放大器。另外，其直流侧电压的控制和三相三线制时的有源电力滤波器直流侧电压控制的方法一致。同时，由于直流侧电容器中点无须接出，故不存在直流侧中点电压控制的问题。
3.由于四相变流器对零线电流的控制是直接进行的，所以，零线电流的补偿效果要好于三相变流器的间接控制效果。

随着我国电力事业的发展，电能质量的要求将不断提高，利用有源滤波进行电能质量治理有着巨大的市场潜力。

参考文献

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