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单周控制技术在有源电力滤波器中应用 　　摘要 经济全球化发展推动了各行各业的竞争，也给电力企业带来新机遇与新挑战。要面对这些挑战，不但要做好电力企业管理还必须要消除供送电各种影响因素，只有消除大量电力电子装置产生的电网谐波，才能够确保送电的稳定性。而有源电力滤波器（APF）就是消除谐波的新型设备，有效消除了负载谐波产生的电流污染电网。但是传统有源电力滤波器还存在许多不足，应用单周控制技术是提升滤波器效率的有效措施。本文论述了单周控制技术原理及作用，探究了有源电力滤波器应用单周控制技术，体现出该技术的优势。 　　关键词 有源电力滤波器；单周控制技术；应用 　　中图分类号TM71 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2012）80-0145-02 　　1 概述 　　随着电力电子快速发展，电网中各种谐波越来越多，影响到了电网的正常输电。因此，如何消除电网中的谐波是相关人士探究的重要课题。而APF能够有效补偿频率及大小都发生变化的谐波，能够弥补传统滤波器各种不足之处，因此被电网中广泛应用。而单周控制属于新型的非线性控制模式，能够有效确保每周开关变量的控制参量和平均值成比例或者相当，有效消除了瞬态与稳态误差，目前被APF中广泛应用。 　　2 单周控制技术 　　2.1 单周控制技术特征 　　事实上，APF具备的补偿性能几乎取于畸变电流的准确、实时监测，以及控制逆变器的输出电流。但是目前跟踪控制APF电流使用最多方法就是PWM控制，但是这些控制方法都存在不足之处，比如三角载波波形畸变、滞环控制开关的频率变化等各种不足。因此就在APF之中应用了单周控制技术，具备了如下几个方面的特征： 　　1）传统的反馈控制一旦出现了误差，就需要使用后面的几个周期来消除误差，但是应用单周控制技术且不相同，而是在一个周期中就能够将瞬态与稳态误差消除掉，反应十分快；2）能够有效抵抗电源的干扰，确保APF正常运行；3）一个周期中，开关变量所输出平均值随着控制参考的变化而变化；4）单周控制电路比较简单，省去了一些乘法器和其他一些比较复杂的元器件；5）在运行中不需要产生出参考信号，更不需要过多电压传感器。 　　所以在APF中应用单周控制技术，也就不需要生成基准电流，仅仅需要检测输入电流与APF中的直流电压，有效简化了控制电路。 　　3 APF中应用单周控制技术 　　3.1 应用于单相APT中 　　本文探究的单相APT中使用了双极性单调控制技术，其电路如图1所示。 　　从图1的电路图中可以看出来，在本电路的控制环中就去掉了电压传感器与乘法器控制电路，本电路中的控制电路由一些比较器、可复位的积分器、触发器以及时钟电路共同组成，而检测出来的电压电容和参考值进行比较，出现偏差就是经过PI控制器来补偿，但是要出现误差电压Vm，PI控制器主要作用就要确保直流侧电容的电压恒定不变，但是只要是时钟信息来到，必然会让VS2与VS3开始导通，这样积分器就开始积分测电容上的误差信号，一旦积分值搞过了Vm（1-2D），比较器就会自动翻转输出的信号，高电平变成低电平，低电平成为了高电平，这样就会产生出复位信号，就将积分器复位，就将VS2与VS3关断，让VS1与VS4导通，确保了输出Vm稳定。一旦下个周期的时钟脉冲来到之时，就会再一次重复着以上的动作。 　　当变换器在双极性模式上工作之时，到达每个周期时节点P与N间电压就变成V0或者-V0，也就是直流侧电压经过了电力滤波器中的H桥变化，在交流侧就转变极性，假如此时的负载比较轻就极易产生直流偏移。而且控制中所有开关都在高开关的频率下进行工作，必然严重损耗到开关。在这种情况下，就采用了单极性单周控制技术。每次轮到开关周期，一旦VS超过0，VS4就导通在搬个工频周期中，VS1与VS2轮流在开关的周期中导通；但是VS低于0，VS3就导通在搬个工频周期中，VS1与VS2轮流在开关的周期中导通；也就是当H桥变换直流侧电压指示就不会改变交流的极性，和双极性的模式相比较，当采用单极性时因为两个开关同时工作于工频状态，而其他的两个开关且处于较高开关频率，有效降低了对开关的损耗，提升了工作效率。同时正负半周还在对称状态下工作，有效消除直流偏移。但是采用单极性就要对电源电路进行检测，需要对电源电压过零点进行检测。 　　如今，在APF中应用的单周控制技术，大都使用单环控制模式，但是这种方式还是存在一些问题，那就是在进线电流之中带进了直流分量。因此应用双环控制能够有效除掉三角波积分在时间上产生的误差，以及电流纹波产生出来的直流分量，控制的方程如下式： 该式中的is1为频率为50Hz的交流成分；is0为电路中的直流分量；I0表示电流is积分值。从式中可知，就能够通过is0实现闭环调节，一旦将is0调节为零之时，I0的积分值就变成稳定值，如果在该控制电路之中加设上一