有源滤波器的谐波检测与闭环控制技术

"单片机与DSP中的可选择谐波型有源滤波器的检测及其闭环控制" 在电力系统中，谐波问题日益严重，有源电力滤波器（Active Power Filter, APF）作为有效的谐波治理手段，被广泛应用。本文主要探讨了一种针对任意指定次谐波检测的方法，并结合此方法设计了闭环控制策略，以实现对电力系统谐波的实时和精确补偿。 有源滤波器通常由选择性谐波检测、电压控制和电流控制三个关键环节构成。选择性谐波检测环节是核心，它能精确地识别和分离出特定次谐波。为了解决数字控制器和电压型逆变器（Voltage Source Inverter, VSI）引入的延迟问题，文中提出了加入预测补偿角的技术，以改善系统的响应速度和补偿精度。 电压闭环控制策略利用检测环节的信息来控制谐波电流发生电路中逆变器的直流侧电压，确保逆变器能够稳定工作并提供所需的补偿电流。而电流闭环控制则确保实际补偿电流能精确跟踪检测到的谐波指令电流，从而实现对谐波的精确补偿。 传统的APF谐波电流检测方法基于时域瞬时无功功率理论，虽然广泛使用，但在处理高次谐波时易受系统延时影响，导致补偿不准确或放大某些谐波。此外，当负载包含容性成分时，可能导致在特定谐振频率附近的补偿不稳定。对于低次谐波，如5次、7次、11次等，传统的检测方法效率较低。 通过采用文中提出的检测和闭环控制方法，仿真结果表明该方法能够有效改善电源电流质量，提高谐波补偿的准确性，从根本上解决因延时和系统不稳定引起的补偿问题。这种方法不仅适用于单片机，也适用于数字信号处理器（Digital Signal Processor, DSP），在两者中都可以实现高效且精确的谐波补偿控制。 本文的研究对有源电力滤波器的设计和控制策略提供了新的思路，为电力系统谐波管理提供了更为先进和实用的解决方案。