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随着电力电子技术的发展以及各种用电设备对电能质量要求的不断提高,谐波抑制和无功补偿问题越来越得到人们的重视。有源电力滤波器(APF-activepowerfilter)作为动态抑制谐波和补偿无功的电力电子装置,对比其他无源滤波等装置有不可比拟的优势,具有响应快、补偿效果好和能够实现动态补偿的优点。 本文在综合国内外相关文献基础上,介绍了有源电力滤波器的发展历程、现状和趋势,以及有源电力滤波器的分类和拓扑结构,对基于瞬时无功功率理论的谐波检测方法进行了研究,APF的基本原理是从补偿对象中检测出谐波电流,由补偿装置产生出一个与该谐波电流大小相等极性相反的补偿电流,补偿到补偿对象中从而消除谐波。补偿特性取决于由负荷电流中提取谐波的算法,也即在很大的程度上,APF的有效性在于是否得到真实的反映欲补偿的谐波分量的参考信号。因此,APF控制的关键问题之一就是找到一种算法可以由负荷电流中精确地提取欲补偿的谐波分量的幅度和相位,从而为控制提供参考。谐波检测的算法很多,其中在有源电力滤波器中应用最广的是“基于瞬时无功理论”的瞬时空间矢量法(p-q算法),该算法的核心是将三相电压和三相电流进行park变换,从物理意义上讲,park变换就是将即将三相电压和电流投影,等效到正交的坐标系下。坐标变换和矩阵变换后得到瞬时有功功率p和瞬时无功功率q,通过滤除p以及q中的谐波成分达到谐波检测的目的。p-q算法采集的是三相电压信号,所以当电网电压非平衡时不能有效检测出谐波信号。ip-iq算法是p-q算法的改进后的算法,它只采集一相电压的角频率,所以当电网电压非平衡时可准确地检测出谐波电流。 本文通过建立SIMULINK仿真模型对ip-iq算法和p-q算法进行了深入的研究和对比。仿真结果表明:改进后的算法能起到更好的检测作用,不同的低通滤波器的截止频率产生的滤波效果不同,在同时考虑响应时间和滤波效果两个因素时,可以找到最佳截止频率,从而该仿真对实验研究有重要的参考作用。