基于PI重复控制的有源电力滤波器谐波抑制策略 ①APF有源电力滤波器 ②无功补偿 ③PI重复控制电流环重复控制 ④THD小于1%谐波抑制 附带搭建仿真过程参考的文献最后一张图 2018b版本最近在调试有源电力滤波器APF的时候发现传统PI控制在应对周期性谐波时总有点力不从心。特别是遇到变频器负载这种会产生固定次谐波的场合THD指标死活压不到5%以下。后来尝试在电流环里嵌套重复控制器效果立竿见影——就像给滤波器装了个谐波记忆芯片今天就跟大伙儿唠唠这个组合拳怎么打。先说说PI控制器的老本行。在APF的电流跟踪环节PI主要对付的是稳态误差但遇到6k±1次这种规律性谐波积分环节的反应速度就跟不上节奏了。这时候在MATLAB里搭个基础模型能明显看到补偿电流的相位滞后% 典型PI参数设置 Kp 0.35; % 比例系数 Ki 12; % 积分系数 pi_controller tf([Kp Ki], [1 0]);这时候仿真波形里总会残留些锯齿状的毛刺。有经验的工程师这时候通常会祭出调参大法但实测发现单纯调整PI参数对特定次谐波的抑制效果存在天花板——毕竟积分器对周期扰动存在固有滞后。这时候就该重复控制器上场了。它的核心是个延时正反馈环节相当于把上周期的误差记忆下来叠加到当前控制量。在Simulink里搭建时要注意延时环节的周期设置必须和电网基波同步% 重复控制核心代码 Ts 1e-5; % 采样周期 N 200; % 基波周期对应的点数 delay_block dsp.Delay(Length, N, InitialConditions, zeros(N,1));实际调试中发现个有意思的现象当单独使用重复控制时系统容易产生高频振荡。这好比用显微镜看东西虽然清晰但容易头晕需要PI控制这个防抖云台来稳住大局。两者的配合就像炒菜时的火候控制——PI是文火慢炖保证基础味道重复控制则是猛火爆炒锁住鲜香。在2018b里搭建复合控制系统时关键要处理好两者的衔接时序。这里分享个调试小技巧先用PI让系统基本稳定再逐步增大重复控制增益。下图是最终实现的THD对比5次谐波从4.7%直接干到0.3%效果堪比给电网做了个深度SPA[仿真波形对比图]基于PI重复控制的有源电力滤波器谐波抑制策略 ①APF有源电力滤波器 ②无功补偿 ③PI重复控制电流环重复控制 ④THD小于1%谐波抑制 附带搭建仿真过程参考的文献最后一张图 2018b版本[FFT分析图显示THD0.86%]需要特别注意延时环节的精度之前有个项目因为采样点数N取整导致相位偏差补偿电流居然和谐波产生了二人转现象。后来参照《电力电子系统重复控制技术》里的方法在延时支路并联一个二阶低通滤波器完美解决了高频谐振问题。最后扔个干货完整仿真模型参考了张卫平教授团队在《电工技术学报》上的实验方案主电路采用三电平拓扑开关频率20kHz。调试时记得先断开重复控制环单独整定PI参数等电流跟踪基本靠谱了再接入重复控制部分这样系统才不会炸毛。[1] 王久和. 基于重复控制的APF谐波抑制方法研究[J]. 电力系统自动化, 2017.[2] Simulink仿真搭建参考模型截图2018b版本
基于PI+重复控制的APF有源电力滤波器谐波抑制策略及仿真过程文献指南——文献为操作工具资料解...
发布时间：2026/5/20 3:32:47
基于PI重复控制的有源电力滤波器谐波抑制策略 ①APF有源电力滤波器 ②无功补偿 ③PI重复控制电流环重复控制 ④THD小于1%谐波抑制 附带搭建仿真过程参考的文献最后一张图 2018b版本最近在调试有源电力滤波器APF的时候发现传统PI控制在应对周期性谐波时总有点力不从心。特别是遇到变频器负载这种会产生固定次谐波的场合THD指标死活压不到5%以下。后来尝试在电流环里嵌套重复控制器效果立竿见影——就像给滤波器装了个谐波记忆芯片今天就跟大伙儿唠唠这个组合拳怎么打。先说说PI控制器的老本行。在APF的电流跟踪环节PI主要对付的是稳态误差但遇到6k±1次这种规律性谐波积分环节的反应速度就跟不上节奏了。这时候在MATLAB里搭个基础模型能明显看到补偿电流的相位滞后% 典型PI参数设置 Kp 0.35; % 比例系数 Ki 12; % 积分系数 pi_controller tf([Kp Ki], [1 0]);这时候仿真波形里总会残留些锯齿状的毛刺。有经验的工程师这时候通常会祭出调参大法但实测发现单纯调整PI参数对特定次谐波的抑制效果存在天花板——毕竟积分器对周期扰动存在固有滞后。这时候就该重复控制器上场了。它的核心是个延时正反馈环节相当于把上周期的误差记忆下来叠加到当前控制量。在Simulink里搭建时要注意延时环节的周期设置必须和电网基波同步% 重复控制核心代码 Ts 1e-5; % 采样周期 N 200; % 基波周期对应的点数 delay_block dsp.Delay(Length, N, InitialConditions, zeros(N,1));实际调试中发现个有意思的现象当单独使用重复控制时系统容易产生高频振荡。这好比用显微镜看东西虽然清晰但容易头晕需要PI控制这个防抖云台来稳住大局。两者的配合就像炒菜时的火候控制——PI是文火慢炖保证基础味道重复控制则是猛火爆炒锁住鲜香。在2018b里搭建复合控制系统时关键要处理好两者的衔接时序。这里分享个调试小技巧先用PI让系统基本稳定再逐步增大重复控制增益。下图是最终实现的THD对比5次谐波从4.7%直接干到0.3%效果堪比给电网做了个深度SPA[仿真波形对比图]基于PI重复控制的有源电力滤波器谐波抑制策略 ①APF有源电力滤波器 ②无功补偿 ③PI重复控制电流环重复控制 ④THD小于1%谐波抑制 附带搭建仿真过程参考的文献最后一张图 2018b版本[FFT分析图显示THD0.86%]需要特别注意延时环节的精度之前有个项目因为采样点数N取整导致相位偏差补偿电流居然和谐波产生了二人转现象。后来参照《电力电子系统重复控制技术》里的方法在延时支路并联一个二阶低通滤波器完美解决了高频谐振问题。最后扔个干货完整仿真模型参考了张卫平教授团队在《电工技术学报》上的实验方案主电路采用三电平拓扑开关频率20kHz。调试时记得先断开重复控制环单独整定PI参数等电流跟踪基本靠谱了再接入重复控制部分这样系统才不会炸毛。[1] 王久和. 基于重复控制的APF谐波抑制方法研究[J]. 电力系统自动化, 2017.[2] Simulink仿真搭建参考模型截图2018b版本
