高速铁路电能质量补偿：三相四开关型APF的重复控制设计

"高速铁路的电能质量问题主要由高次谐波和负序电流引起，而有源电力滤波器（APF）是解决这些问题的有效工具。三相四开关型APF因其简化电路和降低成本的优势，成为研究焦点。文章探讨了将重复控制应用到三相四开关型APF的输出电压控制中，以提升跟踪精度和补偿效果。 三相四开关型APF的拓扑结构减少了功率开关器件的数量，降低了损耗和成本。相较于传统的三相六开关结构，它具有更简单的电路设计和控制策略，适合中大功率场合。然而，对于高速铁路特有的高频谐波，常规的电流控制方法如PI控制和三角载波调制法存在不足，无法实现高效补偿。 重复控制基于内模原理，能够精确跟踪高频谐波，避免了其他控制策略的缺点。在高速铁路场景下，需要跟踪的谐波频率范围广泛，传统重复控制的设计参数需进行调整以适应这一需求。文章提出改进的重复控制器设计，针对高速铁路负荷特性进行稳定性分析，以确保在跟踪高次谐波时保持系统稳定。 通过MATLAB仿真，文章验证了改进的重复控制器可以显著提高三相四开关型APF的补偿精度和动态响应。这表明，结合了重复控制的三相四开关型APF是解决高速铁路电能质量问题的有效解决方案，能够有效地抑制谐波和负序，保障电力系统的稳定运行。 本研究为高速电气化铁路的电能质量补偿提供了新的思路，即采用三相四开关型APF结合优化的重复控制策略，以低成本、高效率的方式改善电能质量，对于未来高速铁路电力系统的优化具有重要意义。"