基于单周控制的三相四桥臂有源电力滤波器设计

"单周控制的三相四桥臂有源电力滤波器" 有源电力滤波器（Active Power Filter, APF）是电力系统中用于改善电能质量的重要设备，它通过产生与系统谐波电流相反的补偿电流，有效地减少谐波影响，提高电网的纯净度。本文介绍的是一种基于单周控制技术的三相四桥臂APF设计，旨在解决三相四线制系统中出现的谐波、中线电流不平衡以及无功功率问题。 单周控制（One-cycle Control）是一种非线性的控制策略，它的核心理念是通过精确调整开关器件的占空比，在每个开关周期内使开关变量的平均值与期望的控制参考信号保持一致或成一定比例。这种控制方法的优势在于，它可以迅速响应系统变化，减小稳态和瞬态误差，同时简化了控制系统的设计。与传统的控制方法相比，单周控制不需要测量三相负载电流和电源电压，也不需要进行谐波电流和无功电流的计算，避免了对乘法器的依赖，因此控制电路更为简洁。 在本文提出的三相四桥臂APF中，系统由三相全桥单周控制电路和第四桥臂单相半桥单周控制电路两部分构成。三相全桥电路用于补偿系统的谐波和无功功率，而第四桥臂的单相半桥电路则专注于处理三相不平衡问题，特别是中线电流的补偿。这种设计思路使得APF不仅能有效滤除三相四线系统中的谐波，还能对中线电流进行实时调节，确保系统的稳定运行。 通过仿真验证，该单周控制策略的三相四桥臂APF展现出高效补偿性能，具有高的控制精度，快速的响应速度，以及优良的补偿效果。这表明，该控制方法对于改善三相四线制系统的电能质量具有显著作用，对于解决由非线性负载引起的各种问题具有实用价值。 关键词：有源电力滤波器；单周控制；三相四线制；四桥臂 中图分类号：TM71415 英文标题：Three-phase Four-leg Active Power Filter with One-cycle Control 作者简介：王永，男，1975年出生，讲师，主要研究方向为电力电子技术及航空电源系统。联系方式：wangyong@buaa.edu.cn 资助项目：高等学校博士学科点专项科研基金（20070006046） 该研究工作展示了单周控制在有源电力滤波器设计中的创新应用，为电力系统的电能质量提升提供了新的解决方案。