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随着非线性负载的广泛应用,三相四线制电力系统的谐波和不平衡等电能质量问题日益突出。有源电力滤波器(APF)以其动态性能好、补偿灵活且补偿特性不受电网阻抗影响等优点而备受关注。本文以三相四桥臂并联型APF为研究对象,分别就其谐波电流检测法、电流跟踪控制策略及直流侧电压均衡控制策略展开研究。首先,给出了基于虚拟磁链和积分滤波的改进dq谐波检测法。算法中,一方面采用基于虚拟磁链的锁相方法,该方法于磁链观测器前端设置正序提取环节,并在其低通滤波器的输入端进行交叉补偿,提高了对复杂电网工况的适应性;另一方面将积分滤波器代替LPF的功能,通过修改积分周期,以适用于三相四线制系统的谐波检测,该方法可降低检测延时,提高检测精度。仿真结果证实了所改进检测法的有效性。其次,对比研究两种电流控制策略。研究基于“准PR+3D-SVPWM”的矢量控制策略,分析其控制流程。给出有限控制序列模型预测电流控制(MPCC)的设计方法,采用基于两步预测的方法对其控制延时进行补偿,针对模型失配影响系统补偿效果的问题,采用电感参数辨识方法进行参数修正,并在正常运行、模型失配运行及引入电感观测运行三种工况下进行仿真分析。仿真结果表明,MPCC策略较矢量控制策略在动态性能、降低开关频率和控制流程简化等方面优势更加突出。再次,给出一种基于分区判断的改进模型预测电压控制策略(MPVC)。借鉴基于αβγ坐标系下的3D-SVPWM调制思想,利用两次分区判断过程确定所给定三维空间电压矢量的位置,从24组备选开关状态子集中确定最优子集,以此减少滚动优化的次数,提高寻优的效率。讨论了延时和电感失配系数对MPVC控制系统稳定性的影响。建立约束开关频率的评估函数,给出改进MPVC的多目标优化控制方法。仿真结果证实了改进MPVC策略的有效性,且其多目标优化控制方法能有效降低开关频率。最后,给出一种考虑网侧电压波动的直流侧电压均衡优化控制策略。结合模糊控制可实现在线调整参数的优势,设计了一种模糊自适应PI控制器,对比PI控制,该控制方法具有动态响应速度快、鲁棒性强的优点。针对网侧电压波动影响补偿效果的问题,给出了一种“下垂-模糊PI”控制策略:根据网侧电压波动情况,由下垂调节器优化直流侧给定电压,模糊PI控制器实现对给定电压值的跟踪控制。仿真结果表明,所提方法在提高电压环对网侧电压适应性的同时,还增强了其动态性能,并可有效降低直流侧电压的超调量。