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有源电力滤波器优化变结构电流控制策略
随着电力电子技术的发展，各种电力器件和设备的普及应用，电力系统的电磁环境日益恶化，谐波、电压闪变、振荡等问题日趋突出，严重影响电力系统的质量稳定运行。为了解决电力系统中存在的这些问题，人们开发了一些谐波滤波器、有源电力滤波器等电力滤波器设备。
本文将主要讨论有源电力滤波器的优化变结构电流控制策略，介绍有源电力滤波器的基本原理、控制方法等，并分析有源电力滤波器在电力系统中的应用价值。
一、有源电力滤波器的基本原理
有源电力滤波器是以功率放大器为核心的设备，通过逆变器输出将被保护系统的负载所产生谐波电流的频率、相位和幅值进行调整，使其与系统中电源电流相同，达到消除谐波电流的目的，从而改善电力系统的电磁环境质量。
有源电力滤波器一般由下述四个部分组成：功率放大器、控制电路、传感器和滤波器。其中功率放大器的选择关系到有源电力滤波器的性能和成本，一般采用高功率MOSFET管、IGBT等功率管作为功率放大器。控制电路主要实现有源电力滤波器控制、保护、监视等功能。传感器用于测量被保护系统中相应的电压、电流等参数，通过传感器的信号，实时监控被保护系统中的电流情况，从而对其控制进行实时调整。滤波器主要用于消除电磁干扰和过载保护等。
二、有源电力滤波器的控制方法
1.p-q理论控制方法
p-q理论是一种基于三相电源电流矢量分解的控制方法，可以很容易地控制电流，同时具有良好的无功补偿特性，在无功补偿应用上得到了广泛应用。这种控制方法适用于空间矢量PWM逆变器，通过改变电流的进给和相位角，将有源电力滤波器产生的逆电压与系统的电源电压的相位差限制在一定的范围内，从而达到消除谐波的目的。
2.基于模型预测控制的方法
基于模型预测控制的方法是一种较新的高级控制方法，它可以将滤波器的动态响应速度和准确度提高到很高的水平，具有良好的适应性和抑制能力。该方法通过电源电压和滤波器电流之间的模型进行预测，在不断采样和计算得到的电流值与实际值的误差小于一定范围时，控制器选择最优的控制行为，以达到对体系谐波电流的消除。
三、优化变结构控制策略
有源电力滤波器的控制效果受到许多因素的影响，如负载性质、电路拓扑、滤波器参数、电源电压等，这些因素之间存在复杂的联系和交互作用，导致系统控制难度较大，控制性能不高。为了解决这些问题，学者们提出了许多优化变结构控制策略。
优化变结构控制策略是指将多种控制策略结合起来，根据外界环境和被需要保护系统的不同负载变化，选择不同的控制策略进行控制。这样可以在不同外部环境下保持更高的控制性能，提高有源电力滤波器的稳定性和抗扰性能。
综上所述，有源电力滤波器作为一种新型电力滤波器，其控制方法和优化变结构控制策略的研究使其在电力系统中应用得越来越广泛，可优化电力系统的电磁环境质量和保护被保护系统的负载，将有助于保障电力系统的稳定运行。