同步旋转坐标系下APF滞环SVPWM容错控制研究

摘要

有源电力滤波器（APF）是目前进行谐波抑制的最有效手段之一，但由于有源电力滤波器长期工作在高温、高压、高频通断的工作状态下，故其主电路开关器件容易发生短路故障而导致APF处于故障状态而无法继续补偿系统中的谐波，且在APF发生桥臂故障时其本身也会成为谐波源，向电力系统中注入大量谐波，因此如何保证APF在发生单相桥臂故障时，使三相四开关拓扑下的APF继续正常工作，补偿系统中的谐波，为抢修APF故障桥臂赢得更多的时间，提高APF故障容错能力和工作稳定性，成为三相四开关APF研究的重点内容。 本文针对三相四开关APF的容错运行进行研究，提出了一种同步旋转坐标系下的APF容错控制策略，首先对其有效空间电压矢量进行分析，在四开关下，APF只有四个有效电压矢量。然后对三相负载电流进行坐标变换，变换至同步旋转坐标系dq轴下，通过低通滤波器之后，d轴分量与直流侧电流Id*之和作为最终的d轴分量参考值，然后将d轴和q轴分量分别与两坐标轴的实际值在滞环比较器中进行做差比较，得出两坐标轴下的误差状态参数hd、hq，再根据两个误差状态参数和电网电压矢量的位置，从四个有效电压矢量中进行分析，选出最优电压矢量作为该时刻下的开关状态指令，从而实现APF在故障状态下的容错运行，提高APF的故障容错能力与工作稳定性。 最后本文利用MATLAB建立三相四开关APF的仿真模型并对本文所提出的滞环SVPWM容错控制算法在多种情况下进行仿真研究；然后在仿真的基础上搭建并调试了三相四开关实验样机，进行实验验证并对实验结果进行分析，仿真结果与实验结果较为一致，均证明了本文所提出控制策略的正确性与可行性。

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