FFT算法驱动的单相串联型APF：快速补偿低频电压谐波

本文主要探讨的是基于快速傅里叶变换（FFT）的单相串联型有源电力滤波器（APF）的设计。在当前电力系统中，随着电力电子设备的广泛应用，电压型谐波源问题日益突出，这对电网的稳定性构成了挑战。传统的APF设计主要集中在三相系统和并联结构上，而对于单相电压型谐波源的处理相对较少。 该设计的关键在于利用FFT算法来精确捕捉电网电压中的谐波成分。FFT是一种高效的时间域信号频谱分析工具，能提取出谐波的频率、幅值和相位信息。通过这种方式，设计者能够精确控制逆变器的工作，使其生成一个与电网谐波相等、频率相同但相位相反的电压，这个补偿电压通过变压器叠加到电网，有效抵消原有的谐波电压，从而降低电网的总谐波失真（THD）。 文章强调了单相串联型APF的动态响应速度快、灵活性强，不受电网和负载运行条件的影响，特别适合于补偿低次电压谐波。为了提高系统的抗干扰性能，文中还优化了过零检测电路，确保在消除谐波的同时，不会引入额外的相位误差。通过实际实验验证，基于FFT的单相串联型APF能够有效地抑制低频电压谐波，使电网电压的THD保持在3%以下，证明了其在改善电网质量方面的有效性。 本文填补了单相电压型谐波源APF设计领域的空白，提供了一种高效且实用的解决方案，对于提升电网的健康运行和用户端电压质量具有重要意义。