有源電力濾波器三種基波提取方法的對比分析

　　圖8 的仿真波形是在電源電壓中加入了一定幅值的5 次零序和7 次負序諧波電流以及不對稱負載時的電網(wǎng)電流和分離出的基波電流波形, 由圖顯示傳統(tǒng)的ip- iq 法和正序法均能有效地分離出基波, 在兩個周期后這兩種方法的基波完全接近于正弦波而重合,且正序法提取更精確。平均值法在這種情況下雖然實時性較好, 但相比于對稱情況下實時性較差, 由于電網(wǎng)有畸變使整個延時提高到接近于電源周期的1/ 6 即稍大于T/6,但基波提取的較不徹底,波形不接近于正弦波甚至含有少量畸變。

圖8 電源有畸變不對稱負載時 A 相電網(wǎng)電流和基波電流

　　4.2 對比分析

　　比較分析三種方法的原理, 平均值法同傳統(tǒng)的 ip- iq 法的不同在于由平均值模塊代替了傳統(tǒng) ip- iq 法中的LPF,該平均值模塊使得濾波算法變得較簡單同時達到相同濾波效果。正序法同前述兩種方法的不同就是用正序基波模塊代替?zhèn)鹘y(tǒng)的 ip- iq 法中的LPF, 也不用平均值數(shù)學(xué)模塊,該方法針對基于瞬時無功功率理論的基波提取法的某些缺陷,即目前基于瞬時無功功率理論的基波提取法的濾波控制算法復(fù)雜,無功分量濾 除不徹底等缺陷,所以就用一種基于正序基波提取法來彌補這些不足,該正序法具有對電網(wǎng)基頻偏差不敏感、對正序基波信號提取準確等優(yōu)點。

　　比較分析三種方法的仿真波形, 平均值法確使整個延時提高到電源周期的1/ 6,正序法提取的的基波延時稍大, 在兩個電源周期后趨于穩(wěn)定, 但是它在電源有畸變?nèi)嗖粚ΨQ負載時仍可以精確且有效的提取出基波電流, 且精確度較高。

　　綜上所述三種基波提取法各種性能比較如表2 所示。

表2 三種基波提取法性能比較

　　5 結(jié)束語

　　本文從有源電力濾波器的三種基波提取法著手,著重研究基于瞬時無功功率的 ip- iq 理論, 然后分析分離諧波的關(guān)鍵是怎么提取基波分量,并且分析三種方法的各種優(yōu)缺點。在三種基波提取法的理論基礎(chǔ)上利用MATLAB/Sinmulink 對有源電力濾波器的基波提取進行仿真分析,對比三種仿真波形。仿真結(jié)果表明在電網(wǎng)電壓有、無畸變以及負載是否對稱時,三種方法均可實時有效地提取出基波, 實時性最好的是平均值法, 其次是傳統(tǒng)的 ip- iq 法, 正序基波提取法最差。本文從仿真和理論算法的角度對三種基波提取法做了一些比較,可以作為有源電力濾波器基波提取及補償諧波的理論和實驗依據(jù)。