随着科学技术的不断进步,电力系统自动化程度的不断提高,各种非线性负载在电网中不断出现,导致电网电流中谐波畸变越来越严重,电网的电能质量不断恶化,甚至损坏电力设备,造成严重事故。有源电力滤波器能够根据负载电流适时补偿负载电流的谐波分量,因此被广泛用于电网谐波补偿。最常用的并联型有源电力滤波器有三相三线制、三相四线制等多种形式,其中三相四线制有源电力电子滤波器被广泛用于现代建筑中电流畸变补偿。本文将以Simulink软件为基础,详细分析三相四线制有源电力滤波器的设计,这些研究对于理解三相四线制APF工作原理、关键技术以及设计与优化过程具有重要意义。首先,在介绍了电流畸变类型与评价标准基础上,本文对比分析了无源电力滤波器与有源电力滤波器。在对有源电力滤波器分析中,本文对有源三相电力滤波器的拓扑结构与工作原理进行详细分析。详细论述了三相四线制并联型有源电力滤波器的关键技术:本文采用基于瞬时功率理论提取指令电流算法提取指令电流;通过对比迟滞比较器与三角波载波调制方法,确定采用三角波载波调制方法跟踪指令电流;选择传统的PI控制算法+重复脉冲控制算法作为电流内环的控制算法;选择传统的PI控制算法作为电压外环控制算法,并对这些算法的控制参数进行理论计算。其次,本文详细研究了三相四线制并联型APF系统的关键技术,并利用MATLAB中的Simulink模块对设计方案进行仿真。依次分析了系统负载模拟方案与谐波电流;仿真了指令电流的提取算法;通过分析APF系统的前向传输函数,优化PI控制函数的参数与重复脉冲控制函数中的参数;通过仿真初步确定电流外环均压控制与稳压控制参数。基于Simulink的仿真结果表明,基于PI+重复脉冲的三相四线制并联型APF能够将电流总谐波畸变率补偿到6%,直流侧电压能够稳定在800V,实现预定目标。