基于滑动平均滤波和滞环控制的有源电力滤波器仿真研究

于 三 相 电 压 正 弦 、 称 情 况 下 的 谐 ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 电 流 检 测 。 文 对 本
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图 １ ｉ 测 法 的 原 理 一ｉ检
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现 代 电 力 系 统 由 于 非 线 性 负 荷 大 量 存 在 ， 产 其
生 的 谐 波 和 无 功 对 电 网 造 成 。 污 染 ， 重 地 影 响 了 ３ － 严
电能质 量 。因此 ， 须要 对 电 网中的谐 波进 行补偿 。 必
有 源 电 力 滤 波 器 成 为 补 偿 电 网 谐 波 的 重 要 手 段 』 。 其 基本 原 理是 通 过实 时检 测 电 网 中的谐 波 分 量 ， 形
成 有 源 电 力 滤 波 器 的 参 考 信 号 ， 此 来 控 制 有 补 偿 以 装 置 发 出 一 个 与 该 谐 波 电 流 大 小 相 等 而 极 性 相 反 的 电 流 与 其 相 抵 消 ， 而 达 到 补 偿 谐 波 的 目 的 。准 确 、 从
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实 时 地 检 测 电 网谐 波 电 流 是 决 定 补 偿 性 能 好 坏 的 重
２ １ 年 ６月 ０１ 第 １ 期 总 第 ２ ７期 １ ３
内 蒙 古 科 技 与 经 济
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Ｎ ｏ． ｔ ｏ． ７ １１ Ｔｏ ａ１Ｎ ２３
摘 要 ： 章 提 出 了 一 种 基 于 瞬 时 无 功 理 论 的 谐 波 电 流 检 测 新 方 法 ， 方 法 采 用 滑 动 窗 式 平 均 滤 波 文 该 来 替 代 传 统 的 低 通 滤 波 器 ， 小 了谐 波 电 流 检 测 中 的 延 时 问题 。 时 采 用 滞 环 控 制 来提 高 电 流 的 响 应 速 减 同
基 滑平 滤和 环制 有 电滤 器真 究 于 动 均 波 滞 控 的 源 力 波 仿 研
董 星 董 永 乐 ，
（． 圳 南 京 自动 化 研 究 院 ， 东 深圳 １深 广 ５ ８ ５ ；． １０ ４ ２ 内蒙 古 电 力 科 学 研 究 院 ， 内蒙 古 呼和 浩 特 ００２） １０ ０
关 键 词 ： 源 电 力 滤 波 ； 时 无 功 理 论 ； 动 平 均 积 分 ； 环 控 制 有 瞬 滑 滞 中 图分类号 ： ＴＭ ５ １ ５ ３ ． 文献标 识码 ： Ａ 文 章 编 号 ： ｏ ７ ６ ２ （ ０ １ １ 一 Ｏ ８ 一 Ｏ １ ０— ９１ ２１ ） １ Ｏ ４ ３
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传 统 的 ｉ～ ｉ 测 法 在 坐 标 变 换 过 程 中 需 要 与 检 电 网 电 压 同 相 位 的 正 弦 信 号 ｓｎｏ ｉ｛ ｔ和 余 弦 信 号
器 ， 而 减 小 了 谐 波 电 流 检 测 中 的 延 时 问 题 同 时 采 从
正 序 分 量 的 相 位 ， 坐 标 变 换 提 供 相 位 参 考 。 相 电 为 三
流 通 过 坐 标 变 换 后 得 到 有 功 分 量 ｉ 无 功 分 量 ｉ，ｇ 和 ｉ－ 经 过低通 滤 波器后 得 到直 流分量 ｉ 和 ｉ， 过 反 变 换 经 后 就 得 到 三 相 正 序 基 波 系 统 电 流 分 量 ｉ ｉ ｉ， 后 ，ｃ 最 ｆ
用 滞 环 控 制 来 提 高 电 流 的 响 应 速 度 利 用 Ｍ ａｌｂ ｔａ ／ Ｓｍ ｕｉ ｋ 软 件 中 对 所 提 策 略 进 行 了 仿 真 研 究 ， 真 ｉ ｌ ｎ 仿
结 果 证 明 了所 提 策 略 的 有 效 性 ， 负 载 突 变 情 况 下 ， 在
仍 具 有 较 快 的 响 应 速 度 ， 流 补 偿 效 果 较 好 电
１ 传 统 的 ｉ一 ｉ谐 波 和 无 功 电 流 检 测 法 。
将 三 相 系 统 电 流 与 基 波 电 流 相 减 便 可 以 得 到 谐 波 和 无 功 电流 ， 而 为补偿 器提供 参考 信号 。 从
２ 基 于 滑 动 平 均 滤 波 的 改 进 谐 波 和 无 功 电 检 测 方 设对 称 三相 负载 电流为 ：
度 。 利 用 Ｍ ａｌｂ／ ｉ ｌ ｋ 软 件 中 对 所 提 策 略 进 行 了 仿 真 研 究 ， 真 结 果 证 明 了 所 提 策 略 的 有 效 性 ， ｔａ Ｓ ｍｕ ｉ ｎ 仿 电 流 补 偿 效 果 较 好 ， 负载 突 变 情 况 下 ， 具 有 较 快 的 响 应 速 度 。 在 仍
要 环节 。
目前 ， 测 电 网谐 波 和 无 功 电 流 的 方 法 有 很 多 检
种 ， 本 上 都 是 基 于 瞬 时 无 功 理 论 ， 以 分 为 ： ｐ— 基 可 Ｏ ｑ法 ； ｉ一 ｉ ［ 检 测 方 法 都 是 将 电 网 电 流 基 波 ② 法 分 量 转 化 为 直 流 量 ， － 低 通 滤 波 器 将 其 滤 除 ， 后 Ｎ －用 然 经 过 反 变 换 得 出基 波 分 量 ， 算 其 与 原 负 荷 电 流 之 计 差 从 而 得 到 需 要 消 除 的 谐 波 。 其 中 ， ｑ 法 只 适 用 Ｐ—
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图 中 ｉ， ， 和 ｕ ， ｂｕ 分 别 是 三 相 电 路 的 系 统 。ｉ ｉ Ｕ ， 电 流 和 电 压 ， 相 锁 相 环 锁 定 电 网 电 压 ａ相 的 基 波 三
采 用 一 种 改 进 的 ｉ一 ｉ 来 检 测 谐 波 和 无 功 电 流 。 法 该 方 法 使 用 滑 动 窗 平 均 积 分 来 代 替 传 统 的 低 通 滤 波