基于MATLAB的并联型有源电力滤波器谐波抑制仿真系统

资 源 简 介

该项目利用MATLAB开发了一套并联型有源电力滤波器仿真系统，能够实时检测电网谐波并生成补偿电流，有效抑制电力系统中的谐波干扰，提升电能质量。系统集成了谐波检测算法与电流控制策略，适用于教学演示和工业仿真。

详 情 说 明

基于MATLAB的并联型有源电力滤波器谐波抑制仿真与分析系统

项目介绍

本项目设计并实现了一个用于电力系统谐波消除的并联型有源电力滤波器（Shunt Active Power Filter, SAPF）仿真系统。系统基于MATLAB/Simulink平台开发，通过实时检测电网中的谐波电流分量，生成相应的补偿电流注入电网，实现对指定次谐波的有效抑制。

系统采用先进的谐波检测和控制技术，包含谐波检测算法、电流控制策略和PWM调制等核心模块，能够评估不同负载条件下的谐波补偿效果，并提供详细的THD（总谐波畸变率）分析报告。

功能特性

• 精确谐波检测：采用瞬时无功功率理论，实时准确提取谐波电流分量
• 高性能电流跟踪：基于比例谐振（PR）控制器的电流跟踪控制技术，实现零稳态误差补偿
• 高效PWM调制：采用空间矢量PWM调制技术，提高直流侧电压利用率
• 多场景仿真分析：支持不同负载条件下的谐波补偿效果评估
• 全面性能评估：提供THD分析、频谱分析和动态响应性能指标
• 可视化结果展示：生成补偿前后波形对比、谐波频谱图表等直观分析结果

使用方法

快速开始

1. 打开MATLAB软件，将项目文件夹添加到MATLAB路径中
2. 运行主仿真脚本，系统将自动加载默认参数配置
3. 仿真运行结束后，系统会自动生成分析报告和结果图表
4. 查看生成的波形图和THD分析结果，评估谐波抑制效果

参数配置

用户可以根据需要修改以下系统参数：

• 电网参数：电压等级、频率等
• 负载特性：谐波次数、畸变程度等
• 滤波器参数：电感值、电容电压等
• 控制参数：PR控制器增益、带宽设置
• PWM参数：开关频率、调制方式等

结果分析

系统提供以下输出结果用于性能评估：

• 补偿前后电网电流波形对比
• 谐波频谱分析图表（FFT分析结果）
• 总谐波畸变率（THD）数值报告
• 补偿电流生成波形
• 系统动态响应性能指标

系统要求

软件环境

• MATLAB R2018b或更高版本
• Simulink仿真环境
• Signal Processing Toolbox（用于FFT分析）
• Control System Toolbox（用于控制器设计）

硬件建议

• 内存：8GB或以上
• 处理器：Intel i5或同等性能以上
• 硬盘空间：至少2GB可用空间

文件说明

主程序文件整合了系统的完整仿真流程，承担着核心调度功能。它负责初始化电力系统仿真环境，配置电网参数和非线性负载特性，执行谐波检测算法的调用与参数设置，协调基于PR控制器的电流跟踪控制模块的运行，管理空间矢量PWM调制信号的生成过程，并监控直流侧电压的稳定状态。同时，该文件还实现了仿真数据的自动采集与处理功能，完成谐波频谱分析计算，输出总谐波畸变率的评估报告，以及生成包含波形对比和性能指标的可视化分析图表。