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電流和分離出的基波電流波形, 由圖顯示傳統的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, 平均值法同傳統的 ip- iq 法的不同在于由平均值模塊代替了傳統 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傳統的 ip- iq 法中的LPF, 也不用平均值數學模塊,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基頻偏差不敏感、對正序基波信號提取準確等優點。

　　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定, 但是它在電源有畸變三相不對稱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鍵是怎么提取基波分量,并且分析三種方法的各種優缺點。在三種基波提取法的理論基礎上利用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。仿真結果表明在電網電壓有、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。