基于LCL滤波的三电平APF在煤矿电网谐波抑制中的应用与仿真验证

本文主要探讨了在煤矿提升机供电网络中，如何利用基于LCL滤波的有源滤波器（APF）来改善电能质量，特别是降低电网中的谐波问题。在矿井供电系统中，谐波的存在可能导致设备效率下降、寿命缩短以及安全风险增加，因此，选择合适的滤波技术至关重要。 文章首先介绍了所采用的LCL滤波器技术，它是一种无源滤波器与有源滤波器的组合，能够在不消耗额外无功功率的情况下有效地抑制谐波。NPC（Neutral Point Clamped）型三电平拓扑结构被应用于APF的主回路，这种拓扑具有较高的功率密度和效率，同时能够实现电压等级的灵活转换，对于煤矿这类电力需求波动较大的场合非常适用。 为了确保LCL滤波器的稳定运行，文中提出了一种电容电流反馈的有源阻尼控制策略。这种控制方法通过对电容电流的实时监测和调整，有效抑制了滤波器的共振现象，提高了系统的动态响应能力和稳定性。相较于传统的PID控制，文章采用的复合控制技术，结合比例控制和重复控制，能够更精确地跟踪电流参考值，解决传统控制方法存在的不足，简化了设计过程，有利于工程实际应用。 接下来，作者利用MATLAB进行了详尽的仿真验证，通过模拟不同工况下的性能，验证了所设计的APF和控制策略的有效性。最后，通过实验平台对APF的实际运行效果进行了实地验证，进一步证实了理论分析和仿真结果的一致性。 本文的研究成果对于提升煤矿电网的电能质量，降低谐波污染，保障设备正常运行，以及提高整个电力系统的可靠性和经济性都具有重要意义。此外，文章还为类似电力系统中的谐波抑制提供了有价值的参考，尤其是在电力电子设备密集、谐波问题突出的工业环境。基于LCL滤波的有源滤波器在煤矿提升机供电网络中的应用是现代电能质量控制技术的一个重要突破。