低壓大功率有源電力濾波器的控制策略研究

重復控制器在反饋系統中對于周期性外激勵信號的跟蹤和抑制具有很強的控制性能。RP的表達式為：

式中：Kr為直接反饋增益；Ks為重復控制的增益。
RP可彌補PI控制和RC的不足，理論上對各次諧波都有無窮大增益，但存在一個工頻周期的延遲，影響系統的動態響應速度。這里采用復合控制的方法，以達到理想的控制效果。

4 仿真和實驗結果分析
通過定性分析，設計容量為300 kVA的無功諧波補償裝置，仿真和實驗參數：電網電壓400 V／50 Hz，濾波電感350μH，直流側電容8 250μF，直流電壓750 V，有功負載電阻1．5 Ω，無功負載電感1．28 mH，晶閘管不控整流橋直流側電阻、電感分別為0．8 Ω，500μH。圖4示出仿真和實驗波形。

由圖4a，b可見，在平衡的無功負載情況下，無功補償電流峰值達到600 A，電網的功率因數從補償前0．05～0．06提高到補償后的0．99～1，系統補償效果理想。isa，isb，isc為電網電流，iaf為補償電流；由圖4c可見，角接的拓撲結構具有理想的不平衡補償性能；由圖4d可見，該系統能很好地解決不平衡負載造成的電網電流不均衡問題，將電網電流不平衡度由補償前的22．3％降低到補償后的2．4％；由圖4e，f可見，系統具有理想的諧波補償能力；實驗中采用晶閘管整流橋帶阻感負載作為諧波源，諧波電流峰值達到350 A，將電網電流THD由補償前的29．1％～33．4％降至3．4％～4．1％，諧波補償效果較理想。

5 結論
對無功諧波補償器拓撲進行研究，采用單相控制的方法，對單相負載進行諧波電流檢測和無功電流檢測。在負載不平衡的情況下，提取出不平衡負載中的負序電流和正序無功電流，采用比例、諧振控制和重復控制相結合的控制策略及雙DSP控制的硬件架構，從對諧波和無功補償后所得的數據可見，該裝置具有理想的補償效果；在不平衡無功負載情況下，補償后的電網電流達到平衡，電網的功率因數為1，說明三角形連接的H橋結構具有很強的不平衡負載補償能力。實驗驗證了所提復合控制方法是合理有效的，且具有理想的控制效果，數字實現簡單。