基于差分方程的空间矢量调制在APF中的应用

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1、万方数据第43卷第4期2008年8月西南交通大学学报JOURNALOFSOUTHWESTJIAOTONGUNIVERSnYV01．43No．4Aug．2008文章编号：0258-2724(2008)04-0498-06基于差分方程的空间矢量调制在APF中的应用刘海春1，谢少军1，王国凤2，张赞2(1．南京航空航天大学自动化学院，江苏南京210016；2．苏州市供电公司，江苏苏州215009)摘要：将空间矢量调制技术应用于有源电力滤波器的电流控制．用差分方程将APF的电流控制转换为对功率电路输出电压的

2、控制，以有效地降低系统方程求解的复杂程度，并综合考虑电源电压及滤波电感等参数的影响，以提高系统控制的精度．仿真和实验结果表明，采用所提出的方法，当负载突变时，系统具有良好的动态响应特性．关键词：有源电力滤波器；空间矢量调制；电流控制；差分方程中图分类号：TM46文献标识码：AApplicationofSVMBasedonDifferentialEquationsinAPFLIUHaichunl。XIEShaojunl，WANGGuofengz，ZHANGh矛(1．CollegeofAutomatio

3、nEng．，NanjingUniversityofAeronauticsandAstronautics，Nanjing210016，China；2．SuzhouPowerSupplyCo．，Suzhou215009，China)Abstract：Spacevectormodulation(SVM)wasappliedincurrentcontrolofactivepowerf'dtem(APFs)．Differentialequationswereusedtotransformcurrentcont

4、rolofallAPFtovoltagecontroloftheinvertertodecreasethecomplexityinsolvingthesystemequations．Thefactorssuchasfilterinductanceandsourcevoltageweretakenintoaccounttoimprovecontrolprecision．Theresultsofsimulationandexperimentshowthat，withtheproposedmethod，a

5、nAPFhasgooddynamiccharacteristicswhenloadorsourcevoltagevariessuddeMy．Keywords：APF；SVM；currentcontrol；differentialequation随着电力电子技术的飞速发展，各种非线性负载被大量接人电网，由此产生的谐波电流对电网的供电品质将造成严重的影响．作为能有效抑制线路谐波电流、改善电源电压波形的一种新型装置，有源电力滤波器(APE)在近十年来得到了广泛的应用¨’2j．APF的基本原理是通过检测负载

6、电流中的谐波及无功分量，向电网注入反相的补偿电流，以使电源电流正弦化．因此APF的关键技术之一是对输出电流的准确控制，即电流控制技术．目前几种典型的应用于APF的电流控制方法有：(1)三角载波电流控制方式"J，特点是控制精度较高，开关频率恒定；但需要l台三角波发生器，响应速度相对较慢，补偿电流中会存在与载波频率成比例关系的高次谐波，且对直流侧电压的利用率不高．(2)滞环电流控制方法H】，特点是实现简单，响应快；但开关频率变化较大．改进的恒频或限制最高频率措施能有效保持或降低开关的频率，但当电源电压波

7、形变化率大时补偿效果不理想，且实现较复杂．(3)空间矢量调制(SVM)方式哺再】，特点是开关频率低且固定，直流侧电压利用率高，易于数字化实现但运算过程相对复杂．随着数字芯片的飞速发展，易于数字化实现的SVM正发展成为APF主要的电流控制方法之一．然收稿日期：2007-09．18作者简介：刘海春(1977一)，男，讲师，博士研究生，研究方向为电力电子技术在电力系统中应用，电话：025-84892307，E·mail：nuaalhc@nun．edu．cn通讯作者：谢少军(1968一)．男，教授，博士生导

8、师，主要研究方向为电力电子技术，E．mail：eeac@nuaa．edu．ClIt万方数据第4期刘海春等：基于差分方程的空间矢量调制在APF中的应用499而，传统的SVM通过跟踪电压电流在矢量空间的分布决定开关状态，算法复杂，且未考虑滤波电感、电源电压等因素的影响⋯，因此其滤波效果受到一定影响．笔者提出了基于差分方程的实现方法，u-7I：．卫直接将APF的电流控制转换为对逆变器输出电压的控制，以降低系统微分方程求解的复杂程度．此外，综合考虑了电源电压及滤波电感等参数的