一种消除有源电力滤波器系统振荡的控制方法

滤波器的电流ih中取1％到10％作为抑制高通滤波器振荡的信号电流，加入到指令电流运算电路产生的补偿参考信号中，得到校正后的参考电流。再经过电流跟踪控制电路、驱动电路、最后通过高频开关器件的通断决定补偿电流的大校

图5 对检测电网侧电流控制方式改进后的有源滤波器原理图

改进后控制方式的结构如图6、7所示。图中G1(s)、G2(s)是无源滤波器分别以icL、ih为输入，ih、is为输出的传递函数。由于系统本身包含有微分成分，容易振荡，对干扰信号敏感，采用局部反馈，既可以实现在串联校正中改善系统稳态性能和暂态性能的作用，又可以抑制谐振干扰信号的影响。同时，该局部反馈主要作用在高通滤波器上，对其它部分没有太大的影响。另外，由于该反馈的引入，前向通道的增益有所降低，系统的稳定性提高了。和前面介绍的三种方式相比，不仅能很好地消除振荡，滤除高频谐波，而且结构比较简单，无须复杂的算法，很容易实现。

图6 检测负载侧电流控制方式改进后结构图

图7 检测电网侧电流控制方式改进后结构图

　　4 仿真结果分析

　　以上分析可以用PSPICE从仿真结果得到验证。

　　仿真中电网频率为50Hz，三相有源电力滤波器开关器件工作频率为20kHz。非线性负载为三相整流器，后接20mH电感和2Ω电阻。高通滤波器采用50μF的电容。仿真结果如图8、9、10、11和表1所示。

表1 两种传统控制方式改进前后仿真结果比较

图8 传统检测负载电流控制方式下电网侧电流和负载电压

图9 改进后检测负载电流控制方式下电网侧电流和负载电压

图10 传统检测电网侧电流控制方式下电网侧电流和负载电压

图11 改进后检测电网侧电流控制方式下电网侧电流和负载电压

　　从表1可以看出，对原来控制方式进行改进后电网侧电流和公共点电压的畸变率有效地降低了。对比图8和9，图10和11也看出控制方式改进后有源滤波器的电网侧电流和公共点电压的波形有了较大的改善，更接近正弦形。总之，有源滤波器的性能得到了较大的提高。

　　5 结语

　　从前面的分析和仿真结果可以看出，本文提出的这种新型控制方式不仅很好地消除了振荡，滤除了谐波，而且还能提高系统的稳定性，控制算法也极其简单，具有很好的推广价值。缺点是需要检测的电流信号数量增加了。