大家好，很高興和各位一起分享我的第三十三篇原創(chuàng)文章，喜歡和支持我的工程師，一定記得給我點(diǎn)贊，收藏，分享喲。想和我進(jìn)一步探討技術(shù)干貨，可以添加微信號(hào)（matlab_simulink）。

    近年來，電力電子裝置應(yīng)用越來越普遍，因此電網(wǎng)中諧波分量迅速增加，當(dāng)電力系統(tǒng)中出現(xiàn)高次諧波時(shí)，由于集膚效應(yīng)的影響，系統(tǒng)中的銅損和鐵損將顯著增大，用電設(shè)備溫度將上升，系統(tǒng)將過熱。此外，高次諧波還可能產(chǎn)生負(fù)序分量，這就可能導(dǎo)致電機(jī)等設(shè)備的轉(zhuǎn)矩反向從而造成電機(jī)卡死，引起電機(jī)的機(jī)械損傷和熱耗。電壓中的高次諧波可能導(dǎo)致電器設(shè)備的絕緣性能下降，絕緣水平降低，從而增加系統(tǒng)的介質(zhì)損耗加，并進(jìn)一步產(chǎn)生各種故障，諧波的危害可以用下面的框圖簡單表述：

    對(duì)諧波的補(bǔ)償技術(shù)，主要分為兩大類：一類是改造諧波源，減少諧波的產(chǎn)生，此種方法比較被動(dòng)，對(duì)于已有的設(shè)備來說作用不大；第二類為采用主動(dòng)補(bǔ)償?shù)姆椒?，針?duì)已有的諧波進(jìn)行補(bǔ)償，常用的方法為無源濾波裝置，有源濾波裝置以及混合濾波器。在針對(duì)有源濾波，之前介紹過三相有源濾波器，本節(jié)針對(duì)單相電網(wǎng)中的諧波補(bǔ)償進(jìn)行介紹，即單相APF。其電路拓?fù)淙缦聢D所示：

與    三相APF相同，單相APF也是主要分為兩部分：指令電流檢測和補(bǔ)償電流跟蹤，在補(bǔ)償電流跟蹤環(huán)節(jié)，與三相APF完全一致，再次不再贅述，大家可以參考之前介紹的方法來進(jìn)行跟蹤。

    單相諧波檢測仍采用瞬時(shí)無功功率理論，由于單相線路只有一相電流，原來的方法并不適用，因此，檢測的基本思路是：利用檢測到的單相系統(tǒng)信號(hào)構(gòu)造出一個(gè)虛擬的兩相電路，然后利用瞬時(shí)無功功率理論解決問題。

設(shè)：系統(tǒng)電壓Us(t)，負(fù)載電流il(t)。

令：Iα(t)=Il(t)

其中，

得到。

綜上，單相諧波檢測整體控制框圖如下：

采用simulink搭建單相APF仿真模型，直流電壓參考值為400V，仿真結(jié)果如下：

上圖三個(gè)圖分別為補(bǔ)償后電網(wǎng)電流、負(fù)載電流、APF補(bǔ)償電流，從仿真結(jié)果對(duì)比可以看出，負(fù)載電流含有很大諧波，經(jīng)過APF補(bǔ)償后為正弦波，諧波電流得到補(bǔ)償。

上面兩個(gè)圖分別為負(fù)載THD和補(bǔ)償后電網(wǎng)電流THD，從仿真結(jié)果可以看出，補(bǔ)償前電流THD為68.4%，補(bǔ)償后為4.94%，達(dá)到并網(wǎng)要求。

上圖為直流電壓波形，從仿真結(jié)果可以看出，直流直流環(huán)可以很好控制直流電壓。

綜上仿真結(jié)果可以看出，本文的單相APF檢測算法可以很好的對(duì)單相負(fù)載諧波電流進(jìn)行補(bǔ)償，并達(dá)到補(bǔ)償目的。