ATHPF仿真优化与应用

建立一个10kV三相ATHPF仿真系统，如图5-51所示，用以滤除负载中的5次和7次谐波电流。本仿真采用了PSIM与MATLAB的混合仿真，MATLAB主要完成5次和7次谐波电压和电流信号的提取，滤波系统和控制由PSIM完成。仿真系统参数如下：电源电压10kV／50Hz，可指定谐波负载，负载5次谐波电流10A、7次谐波电流6A。滤波器总容量1MVA，其中滤波电容器10.6uF，滤波电抗器40mH，三相三角形接法，单相APF直流电压1200V。

图5-51 ATHPF系统仿真模型

仿真工作过程：0.1s时ATHPF系统中的无源LC滤波器投入运行，APF并不工作；0.35s时APF开始工作，但只调控5次谐波；0.5s时APF同时对5次谐波和7次谐波进行调控。图5-52为不同工况下的仿真结果。

(www.xing528.com)

图5-52 滤波器在不同运行方式下的电流波形

a）滤波器未投入时 b）滤波器投入但无自动调谐时 c）滤波器自动调谐于5次谐波时 d）滤波器同时自动调谐于5次和7次谐波时

从图5-52可以看出，当滤波器未投入时，电源电流波形畸变较为严重，谐波负载中的5次和7次谐波分量全部都注入到了电网中；当LC滤波器投入但APF不工作时，APF输出补偿电流为零，ATHPF对5次谐波的滤波效率为78％，7次谐波的滤波效率为29％；当APF对5次和7次谐波进行调控时，ATHPF的5次谐波滤波效率提高到84％，7次谐波滤波效率提高到94％，电源电流波形得到显著改善。