✅作者简介热爱科研的Matlab仿真开发者擅长毕业设计辅导、数学建模、数据处理、算法改进、程序设计科研仿真。完整代码获取 定制创新 论文复现私信个人信条做科研博学之、审问之、慎思之、明辨之、笃行之是为博学慎思明辨笃行。 内容介绍一、引言在现代电力系统中非线性负载的广泛应用导致谐波污染日益严重。谐波不仅会降低电能质量还可能对电气设备造成损害影响电力系统的稳定运行。有源滤波器APF作为一种有效的谐波治理手段能够实时检测并补偿谐波电流。基于 PI 重复控制的策略模型结合了 PI 控制的快速响应性和重复控制对周期性信号的无静差跟踪特性为 APF 实现高精度谐波抑制提供了有力保障。二、有源滤波器基本原理一谐波产生与危害非线性负载如整流器、变频器等在运行过程中会使电流波形发生畸变产生谐波。谐波电流注入电网后会导致电压波形畸变增加线路损耗引起电气设备发热、振动甚至损坏设备干扰通信系统等。二有源滤波器工作原理APF 通过实时检测负载电流中的谐波成分然后产生与之大小相等、相位相反的补偿电流注入电网从而抵消谐波电流使电网电流恢复正弦波。其核心部件包括检测电路、控制电路和功率变换电路。检测电路用于获取负载电流信息控制电路根据检测结果计算出补偿电流指令功率变换电路则将补偿电流注入电网。三、PI 控制原理二PI 控制在有源滤波器中的作用在 APF 中PI 控制主要用于对补偿电流进行快速跟踪。比例环节能够快速响应误差变化使输出尽快接近目标值积分环节则可以消除系统的稳态误差提高补偿精度。然而PI 控制对于周期性变化的谐波信号在抑制稳态误差方面存在一定局限性。四、重复控制原理一重复控制基本结构重复控制基于内模原理其核心思想是在控制系统中引入一个与参考信号同频率的内模。重复控制器通常由周期延迟环节、低通滤波器和增益环节组成。对于周期为 T 的信号重复控制器通过不断重复上一周期的控制作用逐渐减小跟踪误差。二重复控制在有源滤波器中的优势重复控制对周期性信号具有良好的跟踪性能能够实现对谐波的无静差跟踪。它可以有效地抑制 APF 输出补偿电流与参考电流之间的稳态误差特别是对于周期性的谐波成分即使存在参数变化和外界干扰也能保持高精度的补偿效果。五、基于 PI 重复控制的有源滤波器谐波抑制策略模型构建一模型结构设计将 PI 控制器和重复控制器相结合形成复合控制结构。在该模型中PI 控制器负责对补偿电流进行快速跟踪提供快速的动态响应重复控制器则专注于消除周期性谐波的稳态误差。两者并行工作共同对补偿电流指令进行计算和调整。二控制算法实现步骤谐波检测采用基于瞬时无功功率理论的检测方法将负载电流分解为基波有功分量、基波无功分量和谐波分量。通过检测电路获取负载电流的瞬时值经过坐标变换和相关运算分离出谐波电流分量作为补偿电流的参考信号。PI 控制计算将谐波检测得到的参考信号与 APF 实际输出的补偿电流进行比较得到误差信号。PI 控制器根据误差信号按照其控制规律计算出初步的补偿电流调整量。重复控制计算重复控制器对误差信号进行处理通过周期延迟、低通滤波和增益调整等环节计算出用于消除稳态误差的补偿电流调整量。补偿电流合成将 PI 控制器和重复控制器计算得到的补偿电流调整量相加得到最终的补偿电流指令。该指令经过调制和驱动电路控制功率变换电路输出相应的补偿电流注入电网实现谐波抑制。⛳️ 运行结果 参考文献[1]吴浩.基于谐波电流注入式整流变压器的变流系统的研究[D].湖南大学,2010.DOI:10.7666/d.y1724202.更多免费数学建模和仿真教程关注领取