电力论文哪里有？笔者结合APF总体框图以及本文所设计的控制系统，在MATLAB/Simulink中搭建了SHEPWM APF整体仿真模型。通过改变非线性负载，对仿真结果进行分析，包括波形验证、谐波分析和滤波效果评估，验证了SHEPWM技术在APF应用的正确性。并通过实验验证了其可行性及有效性。
第1章 绪论
1.2 有源滤波技术发展现状
1.2.1 APF发展现状
国外对APF的研究起步较早，且与该技术相关的理论成果不断涌现。20 世纪 60 年代末，B. M. Bird 和 J. F. Marsh 提出了通过向电网注入三次谐波电流来补偿电网中谐波问题的方法。虽然该研究未明确提出有源电力滤波器的定义，但它所描述的思路可以看作是 APF 概念的初步雏形。1971 年，H. Sasaki 与 T. Machida 首次系统性地阐述了有源电力滤波器的基本运行原理，为后续研究奠定了理论框架。随后在1976年，L. Gyugyi 和 E. C. Strycula 明确提出了有源电力滤波器这一概念，并设计了基于 PWM 控制变换器构建的APF系统结构及其控制策略，这一成果标志着APF技术的初步成型[17]。由于当时电力电子技术尚不成熟，该技术仍处于实验验证阶段。进入 1980 年代，随着电力电子元器件性能的不断提升以及PWM技术的日渐完善，特别是 1983 年赤木泰文等人提出并成功将“p-q 理论”应用于APF控制后，该领域取得了突破性进展[18-21]。p-q 理论为 APF 提供了更为精准的控制方式，显著提升了其在电能质量管理中的实用性。同时，国际大型企业如 ABB、三菱电机、西门子与西屋电气等也相继研发出多款 APF 产品，推动了该技术向产业化方向发展，并加快了其在全球的推广应用。
相比于国外，国内关于APF的研究起步较晚。直到 20 世纪 80 年代末，国内才开始陆续发表与 APF 相关的研究论文。尽管起步较晚，但近年来APF在中国的研究与应用已获得广泛关注，并取得了显著进展。中国电力系统庞大而复杂，频繁遭遇谐波、电压波动以及其他电能质量问题的困扰，严重影响了系统的稳定运行与能源效率。因此，将APF应用于不同领域成为国内研究的重点之一，尤其在工业、商业以及住宅电力系统中，APF显示出了其巨大的应用潜力。中国的科研人员一直在不断改进APF的控制策略，力求提升其性能和适应性。为了实现更高效的谐波抑制与电力质量改善，研究者们采用了多种先进的控制算法。例如，PI控制算法被广泛应用于APF系统中，帮助实现稳定的运行；模型预测控制则通过预测系统的未来状态，提高了控制的精度与响应速度；此外，神经网络控制因其强大的自学习能力，也逐渐成为改进 APF 性能的重要手段[22-26]。
第3章 SHEPWM APF数学模型建立及求解
3.1 引言
SHEPWM技术作为一种计算法PWM，其开关时刻数量的选取取决于目标谐波的消除需求。该技术能够显著降低功率变换器的开关频率，从而有效减少开关损耗。本研究采用SHEPWM技术取代传统SPWM控制方案，通过优化调制策略，在维持较低开关频率的同时进一步降低功率损耗，实现系统整体效率的提升。针对SHEPWM技术在不同对称性条件下的谐波控制能力，本文进一步分析了其在APF应用中的适用性。采用1/4周期对称的SHEPWM APF能够控制奇次谐波的幅值，但无法控制谐波相位，同时也无法对偶次谐波和直流分量进行控制。这种方法的计算要求低，但是谐波控制能力有限，所以不在本文考虑范围。1/2周期对称的SHEPWM APF能控制奇次谐波的幅值和相位，同样也无法控制偶次谐波和直流分量。全周期不对称的SHEPWM APF可以实现任意次谐波的相位和幅值控制。SHEPWM控制策略可分为单极性和双极性两种调制方式。单极性调制具有输出电压纹波较小的优势，而双极性调制在相位控制精度方面表现更优。同时，这两种调制方式的补偿模型也存在差异。最终通过本章对被控谐波需求的讨论，选择了双极性全周期不对称补偿模型，以实现更优的谐波补偿效果。
第5章 SHEPWM APF仿真及实验验证
5.1 引言
仿真验证及实验验证是评估SHEPWM APF控制策略有效性和工程可行性的关键环节。本章基于第3章建立的数学模型与第4章设计的控制系统，在MATLAB/Simulink平台搭建了完整的APF仿真模型，旨在通过多场景实验验证核心性能，包括谐波抑制能力、动态响应特性以及LCL滤波器的协同作用。其中，在谐波抑制方面，通过对比双极性1/2周期与全周期SHEPWM策略，分析其对低次谐波的消除效果；在动态响应能力上，重点考察APF在负载突变下的补偿精度和响应速度。仿真实验的设计遵循对比性、可复现性和综合性原则，通过设置对照实验量化实验结果，并基于IEEE 519-2014标准测试条件，确保实验结果的普适参考价值，同时采用总谐波畸变率、谐波频谱分布和动态响应时间等多项指标，对系统性能进行综合评价。
5.2 SHEPWM APF仿真验证
5.2.1 SHEPW MAPF仿真模型搭建
结合第四章 ，将LCL低通滤波协同控制模块、最优开关次数控制模块接入闭环控制，实现市电通过SHEPWM APF的谐波消除，在MATLAB/Simulink中搭建出SHEPWM APF闭环控制仿真模型如图5.1。观察图5.1，它是在SPWM补偿仿真模型的基础上构建的，结合第四章中设计的控制系统对SHEPWM APF控制模块进行调整，将采集到的谐波电流信息反馈给控制模块，通过SHEPWM控制及低通滤波的协同消谐，形成清洁的馈电电流。
第6章 结论和展望
6.1 全文工作总结
本文围绕SHEPWM在APF中的应用展开研究，通过理论分析、算法求解、控制策略设计与仿真及实验验证，取得以下主要成果：
（1）设计了单相并联式APF实施方案，并搭建了基于SPWM控制的APF系统仿真模型，仿真结果证明了该APF系统的可行性。
（2）建立了双极性1/2周期与全周期SHEPWM的数学模型，进而建立了SHEPWM APF补偿模型，并推导步进式牛顿迭代算法对补偿模型求解，最后通过仿真验证了该求解方式的正确性。
（3）引入LCL滤波器参与SHEPWM协同控制策略，通过仿真对比验证其相较传统L型滤波器对高频谐波抑制的优势及其与SHEPWM的适配性，并改进电容、电感及电阻的取值，有效抑制高频谐波，大幅降低系统THD。
（4）设计了SHEPWM APF最优开关次数控制策略，即系统可以针对实时监测的网侧电流THD结果，自行切换自由度，使其在保障THD的同时实现最低开关损耗。
（5）在MATLAB/Simulink平台搭建了完整的SHEPWM APF仿真模型，验证了非线性负载突变的复杂工况下系统的稳定性和快速响应能力，并搭建实验平台，验证了该系统的可行性。同时，对比第二章中所设计的SPWM APF仿真模型可知，在THD大幅降低的前提下，SHEPWM AFP大大降低了开关频率，实现了低能耗与高质量的双重突破。
参考文献（略）
