基于MATLAB/Simulink的有源电力滤波器(APF)建模与谐波补偿仿真

资 源 简 介

本项目通过MATLAB/Simulink平台构建完整的有源电力滤波器系统模型，实现电网谐波实时检测与补偿功能。系统能够生成反向谐波电流注入电网，有效净化电网电流波形，提升电能质量。

详 情 说 明

基于Simulink的有源电力滤波器（APF）建模与仿真

项目介绍

本项目基于MATLAB/Simulink平台，搭建了一套完整的有源电力滤波器（APF）系统仿真模型。通过对非线性负载产生的谐波电流进行实时检测和精确补偿，有效净化电网电流。系统核心采用瞬时无功功率理论进行谐波检测，并结合先进的PWM控制策略生成补偿电流，最终实现电网侧电流的高质量正弦化。仿真测试结果验证了该系统对5次、7次等特征谐波具有良好的抑制效果。

功能特性

• 谐波实时检测：采用ip-iq瞬时无功功率理论，准确提取负载电流中的谐波分量。
• 动态电流补偿：生成与负载谐波电流大小相等、相位相反的补偿电流，实现谐波抵消。
• 电网电能质量改善：显著降低电网电流总谐波畸变率（THD），实现正弦化。
• 直流侧电压稳定控制：通过PI控制器维持APF直流侧电容电压稳定。
• 综合性能分析：提供补偿前后波形对比、THD分析、动态响应曲线等关键性能指标。

使用方法

1. 打开MATLAB，将当前工作目录设置为本项目根目录。
2. 运行主脚本文件以初始化仿真所需的系统参数，如电网电压、负载参数、PI控制器增益及开关频率等。
3. 在Simulink中打开项目的主模型文件。
4. 点击运行按钮开始仿真。
5. 仿真结束后，通过示波器模块和MATLAB工作区数据进行分析，评估APF的补偿性能。

系统要求

• 软件环境：MATLAB R2018b 或更高版本，需安装Simulink和Simscape Electrical (原Power Systems) 工具箱。
• 硬件配置：无特殊要求，但较高的CPU性能有助于缩短仿真计算时间。

文件说明

主脚本文件主要用于实现仿真前的初始化配置，其核心功能包括：定义三相电网的标准参数（如电压幅值、频率），设定非线性负载的工况以产生特定次数的谐波，配置谐波检测算法与控制回路中的关键参数（如PI控制器的比例与积分系数），并预设仿真执行的步长与持续时间，为Simulink模型的顺利运行提供必要的数据准备。