基于MATLAB的有源电力滤波器(APF)瞬时无功ip-iq建模与谐波补偿系统

资 源 简 介

本项目运用MATLAB建立基于瞬时无功ip-iq理论的有源电力滤波器(APF)仿真模型，实现电力系统谐波与无功电流的实时检测和动态补偿。通过模拟非线性负载电流波形，有效分离并补偿谐波分量，提升电能质量。

详 情 说 明

基于瞬时无功ip-iq理论的有源电力滤波器（APF）建模与动态谐波补偿系统

项目介绍

本项目旨在利用瞬时无功功率理论（ip-iq算法）建立有源电力滤波器（APF）的仿真模型。该模型能够实时检测电力系统中的谐波及无功电流，并进行动态补偿。通过模拟非线性负载产生畸变电流，系统采用ip-iq算法精确分离电流的谐波与无功分量，生成补偿指令，最终借助SVPWM控制的逆变器向电网注入反向补偿电流，从而有效抑制谐波、改善功率因数、提升电能质量。模型适用于三相三线及三相四线系统，并能评估不同负载工况下的补偿效能。

功能特性

• 实时谐波与无功检测：应用瞬时无功ip-iq理论，准确快速地分离出负载电流中的谐波和无功分量。
• 动态电流补偿：根据检测结果生成补偿电流指令，通过PWM逆变器实时注入电网，实现动态跟踪补偿。
• 灵活系统配置：支持三相三线或三相四线制系统仿真，可自定义电网参数、负载特性及滤波器关键元件参数。
• 全面性能分析：提供补偿前后电流波形对比、谐波频谱分析（FFT）、关键信号波形（如指令电流、实际补偿电流）以及系统性能指标（如总谐波畸变率THD、系统响应时间）。
• 核心技术支持：集成三相锁相环（PLL）同步技术、ip-iq算法以及空间矢量脉冲宽度调制（SVPWM）逆变控制策略。

使用方法

1. 配置系统参数：在对应的脚本或参数设置区域，根据仿真需求修改电网频率、采样频率、直流侧电压、输出滤波器（L/LC）参数等。
2. 定义负载特性：设定非线性负载模型（如三相整流桥、开关电源等），以生成包含特定谐波分量的负载电流。
3. 运行仿真：启动主仿真程序。系统将自动执行谐波检测、补偿指令生成及逆变器控制等全过程。
4. 查看与分析结果：仿真结束后，程序会自动绘制或提供接口用于查看补偿效果波形图、谐波分析图及各项性能指标数据。

系统要求

• 软件环境：MATLAB (推荐 R2016a 或更高版本) / Simulink。
• 必要工具包：通常需要MATLAB基础安装及Simulink。若涉及特定功能（如更复杂的FFT分析），可能需要Signal Processing Toolbox等。

文件说明

主程序文件构成了整个仿真系统的核心框架与流程控制。它主要负责初始化仿真环境与系统参数，定义电网电压信号与非线性负载模型以生成待补偿的畸变电流。其核心功能在于调用并协调瞬时无功功率理论（ip-iq算法）模块进行谐波与无功电流的实时检测，生成精确的补偿电流指令。随后，它驱动空间矢量PWM（SVPWM）控制模块，基于指令信号产生逆变器的开关信号，最终实现补偿电流的注入与系统动态响应。此外，该文件还集成了数据后处理模块，用于计算总谐波畸变率（THD）等关键性能指标，并生成补偿效果对比波形、谐波频谱分析图等结果用于评估系统性能。