电流平均值谐波检测法MATLAB仿真
较大。反之，当H较小时，虽然跟随误差小，但是开关频率较高。
上述控制方式的特点如下: (l)硬件电路十分简单;
(2)属于实时控制方式，电流响应很快;
(3)不需要载波，输出电压中不含特定频率的谐波分量;
(4)属于闭环控制方式，这是跟踪型PWM控制方式的共同特点; (5)若滞环的宽度固定，则电流跟随误差是固定的，但是电力半导体器件的开关频率是变化的。
在采用滞环比较器的瞬时值比较方式中，滞环的宽度通常是固定的，由此导致主电路中电力半导体器件的开关频率是变化的。尤其是当
变化
的范围较大时，一方面，在 值小的时候，固定的环宽可能使补偿电流的相对跟随误差过大;另一方面，在 值大的时候，固定的环宽又可能使器件的开关频率过高，甚至可能超出器件允许的最高工作频率而导致器件损坏。
针对这一缺点，一种解决的方法是将滞环比较器的宽度H设计成可随 的大小而自动调节的;另一种方法是采用定时比较方式，其原理在本节的第3点详述。
2.3.3.2 三角波比较方式 图2.18所示为三角波比较方式的原理图
这种方式与其他用三角波作为载波的PWM控制方式不同，它不直接将指令信号
与三角波比较，而是将
与
的偏差
经放大器A
之后再与三角波比较。放大器A一般采用比例放大器或比例积分放大器。
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这样组成的一个控制系统是基于把 控制为最小来进行设计的。
与瞬时值比较方式相比，该方式具有如下特点： (1)硬件较为复杂; (2)跟随误差较大;
(3)输出电压所含谐波较少，但是含有与三角载波相同频率的谐波; (4)放大器的增益有限;
(5)器件的开关频率固定，且等于三角载波的频率; (6)电流响应比瞬时值比较方式的慢。
由以上介绍可见，瞬时值比较方式和三角波比较方式各有优缺点，实际使用时可根据系统要求选择。
2.3.3.3 定对比较判断法 这种方法其实是瞬时值比较法的改进，本文将其单列出来详述，是区为其特别适合于数字实现。这种方法的控制策略和滞环宽度控制基本是一样的，但其采用固定的采样频率来采样电流，只在每个采样点对采样戮的瞬时电流信号和给定参考电流信号进行比较，以决定逆变器的开关状态。每个开关器件导通或关断的时间是一个或若干个电流采样周期，开关器件的最大开关频率等于电流采样频率，其平均开关绥率小于电流采样频率。这样电流的比较不需要滞环，电流的采样间隔就相当于滞环比较控制中滞环的作用。显然，定时比较判断法控制的精度是和电流的采样频率有关的。
定时比较判断法电流追踪的示意图如图2.19所示。图中，△t为电流采样间隔，
为补偿电流的指令信号，
为实际的补偿电流信号。
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经过分析可以知道，最大电流误差和电流采样周期是成正比的。因
此，定时比较判断法中电流追踪控制的电流采样周期就相当于滞环宽度控制法中滞环的作用，提高采样频率就能提高电流追踪的精度。但是采样频率的提高受开关器件的最大开关频率限制。
定时比较判断法电流追踪型PWM控制非常适合于数字控制，电流的采样可以由微控制器定时来控制，实际电流采样经A/D转换读入微机，给定参考电流信号由实时计算得出。这样，数字化的实际电流和参考电流就可以由微机进行比较，然后可确定逆变器的开关状态，这里不需要复杂的算法，程序简单。滞环宽度控制则要求电流的比较要实时完成，为此要求用像定时比较判断法那样的数字控制时，A/D转换以及数字比较的速度都要非常高，因此实现比较困难。一般，电流滞环宽度控制法通常由模拟电路实现，整个控制系统要比定时比较判断法复杂。本课题采用了定时比较判断法，利用DSP芯片来进行控制和运算。
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第三章 瞬时谐波及无功电流检测方法
3. 1概述
实时、准确地检测出电网中畸变的电流是有源电力滤波器进行谐波补偿的关键。本章就高次谐波及基波无功的检测问题进行讨论。谐波的检测方法主要有基于频域的快速傅立叶变换法、时域分析法和基于瞬时无功功率理论法等几种。由于瞬时无功功率理论比较成熟
，为此本文重点讨
论以瞬时无功功率理论为基础的谐波检测方法及其数字实现。
三相电路瞬时无功功率理论最早是1983年由赤木泰文
提出的，此后
该理论经不断研究逐渐完善。赤木最初提出的理论亦称pq理论，是以瞬时实功率p和瞬时虚功率q的定义为基础，其主要的不足是只适用于三相电压正弦、对称情况下的三相电路高次谐波和基波无功电流的检测
，而
在电压非正弦、负载不对称情况下，该定义不再有明确的物理意义也不能实现瞬时无劝电流的全补偿。
由Bhattacharya等提出的
法，是建立在计算三相瞬时电流
分
量基础上。该法构造了以同步电压速度旋转的具有两个正交轴的参考坐标系，即同步参照系。该理论在三相电压非正弦、非对称情况下仍可以实现三相电路中的无功、高次谐波和基波负序电流的检测
。
基于瞬时无功功率理论为基础的谐波检测方法，在使用传统滤波器时，动态响应速度较低，硬件复杂。在用数字处理器实现时，由于基波有功电流的检测处理需要一段时间，即所检测分离出来的谐波和无功电流与负载电流相差一段时间，检测得到的谐波和无功电流在负载电流稳定时是准确的，但当负载电流变化较快时，误差较大。以数字处理器进行采样和计算，都要延迟几个周期后进行补偿，只能应用于稳定的负载。
本文给出了对
，法进行改进的一种谐波检测新方法一一电流移动
平均值原理的谐波检测，算法简单，特别适用于数字实现，避免了传统滤波器的使用，可以提高动态响应速度，具有较好的实时性，且不受电压不
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平衡的影响。适用于三相对称或不对称电路，也可用于单相电路。
本章将先介绍基于瞬时无功功率理论的谐波检测法，然后介绍基于电流移动平均值原理的谐波检测方法。
3.2 基于瞬时无功功率理论的谐波电流检测方法
3.2.1 瞬时无功功率的基础理论
设三相电路各相电压和电流的瞬时值分别为将它们变换到
和
两相正交的坐标系上，得到 两相瞬时电流
：
和
，
两相瞬时电压
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