T型三电平APF的优化无差拍控制策略

“一种基于T型三电平APF的优化无差拍控制策略，旨在解决电力电子设备产生的谐波电流对电网的污染问题。该策略通过增加输出补偿电流的一步预测来改善传统无差拍控制的延时影响，以实现更佳的谐波补偿效果。” 在电力系统中，电力电子装置如逆变器、整流器等在运行过程中会产生谐波电流，这些谐波电流会注入电网，导致电压畸变，影响电力系统的稳定性和效率。有源电力滤波器（Active Power Filter, APF）作为一种有效的谐波治理设备，能够实时检测并补偿谐波电流，从而改善电网质量。 T型三电平APF是一种常见的多电平拓扑结构，它利用三个电压等级（正、零、负）来减小开关器件的电压应力，降低谐波含量，提高输出质量。然而，由于数字控制系统存在延时，传统的无差拍控制策略可能无法实现理想的谐波补偿效果。 为了克服这一问题，研究者提出了优化无差拍控制策略。这种策略在传统无差拍控制的基础上，通过预测下一个采样周期的补偿电流，提前进行控制决策，以抵消系统延时对补偿精度的影响。具体来说，它包括对系统状态的快速准确估计，以及对输出补偿电流的一步预测计算。 数学模型是分析和设计控制策略的基础。文章分别建立了传统无差拍控制和优化无差拍控制的数学模型，这两个模型用于描述APF如何根据电网的谐波状况调整其输出，以实现最佳补偿。通过Matlab/Simulink仿真工具，对比了两种控制策略的性能，结果证实优化无差拍控制在谐波补偿方面表现出显著的优势。 关键词涉及的关键技术点包括：T型三电平拓扑结构，有源电力滤波器，控制系统的延时问题，无差拍控制（Deadbeat Control）以及预测控制。其中，中图分类号TP27表示该研究属于电工技术领域，文献标识码A则表明这是一篇科研论文，DOI（Digital Object Identifier）提供了该论文的唯一识别码，方便后续引用和检索。 这项研究为提高T型三电平APF的谐波补偿性能提供了一种有效且实用的控制策略，对于电力系统的谐波治理具有重要的理论和实践意义。