，可以作为个并联的有源电力滤波器，提供具有较低总谐波畸变率的正弦电压。相位检测使用基于瞬时有功功率理论的单相锁相环的结构。锁相环已经应用到两相静止坐标系中，这样，需要生成个虚拟的正交电压，与所测量的市电电压相差。对基于同步旋转坐标系下的系统控制算法，和整个系统的有功潮流进行描述和分析研究。基于同步旋转坐标系的数学算法分析和仿真结果验证了理论的发展，并证实了这种系统的性能。关键字谐波抑制，功率因数校正，无功补偿，系统Ⅰ引言在过去的几年中，供电系统的污染事件明显增加。其主要原因是住宅，商业和工业用户中，非线性负载不断增加。因此，供电电压畸变是由公用电网中产生高次谐波电流引起的。单相和三相已用于保护，提供清洁免受公用电网的干扰的不间断的电能，从而提高那些供给重要负荷的电能质量，如电脑，医疗设备，工业过程控制等。此外，系统必须控制输入电流，使其正弦的总谐波畸变率变低，有利于提高功率因数。在，三相并联型不间断电源系统已应用于谐波抑制和无功补偿中，但输出电压和输入电流不能同时得到控制。单相和三相系统，已提出，输出电压和输入电流可以同时被控制，。在文献，当具有滤波功能的与后备式，在线式和在线互动式的拓扑结构进行比较时，它的些优点就显现出来了。因此，双变流器的主要优点是其额定功率，约为系统的总功率。串并联补偿式单相已提出，它可以获得高质量输入电流和输出电压。本文提出了种类似的单相结构也可以在串并联调节中实现。系统是由两个单相转换器组成，以实现有源滤波器的功能。第，作为串联型有源电力滤波器，它实现正弦电流源与输入电压同相位。另个，作为并联型有源电力滤波器，它使正弦电压源与输入电压同相位，提供给负载总谐波畸变率低的正弦电压。采用重复控制算法用于生成基准的输入电流和输出电压。基准的输入电流通过采用基于同步旋转坐标系的算法得到，基准的输出电压则通过基于瞬时有功功率理论单相获得。相位检测通过单相锁相环实现。基于瞬时有功功率理论的单相锁相环，构造出两相静止坐标系，其中需要生成个虚拟的正交电压，与所测量的市电电压相差。对同步旋转坐标系下的系统控制算法，和整个系统的有功潮流进行描述和分析研究。数学分析和仿真结果验证了理论的发展，并证实了这种系统的性能。Ⅱ拓扑结构的概述该单相系统的拓扑结构是由如图所示两个单相全桥变流器组成。变流器在公共直流端采用于串并联过滤。电容和电池组接在公共直流端。此外，当电网运行偶然出现故障时,静态开关实现系统和供电电源之间快速切换功能。基于同步旋转坐标系的控制算法用于控制串联型变流器使线电流接近于正弦波，它的高阻抗能够滤除由非线性负载产生的谐波电流。控制并联型变流器，使其充当个正弦电压源。对的输出电压与相对应的输入电压控制，它的低阻抗，能够吸收负载的谐波电流。输出电压和输入电流两个分别被输入电压控制。这样，有效地实现了消除谐波和无功补偿。当前控制器研究成果控制器的框图如图所示，产生正弦基准电流的算法如图所示。闭环传递函数是由式给出，串联变流器的动态扰动传递函数为式，方程定义为输出电压和输入电压引起的输入电流差异程度。这种差异被视为干扰。基于的算法串联型变流器以基于的算法用于生成正弦参考电流，其中只有正序电流要从测量的负载电流提取。由于基于的算法是基于平衡三相负载的，必须作些修改，以便应用到单相系统。基于的算法应用于单相负荷基于的算法如图所示。测量单相负载电流得到两相相对静止坐标系。因此，通过软件实现，把所得到的负载电流坐标变为假设的两相静止坐标系。然后，滞后，产生坐标。这样，式描述了个新的两相坐标系统。中轴的能通过式获得。采用低通滤波器得到直流分量。这样，基准电流能够通过式所构造的同步旋转坐标系直接获得，相角可以通过单相锁相环获取，这同样适用于获取公用电网的相角。用图所示算法提取负载电流中的基波分量，这样，有效的处理了谐波和无功补偿。电压反馈双闭环控制输出电压可控制在与输入电压同相。并联型变流器图控制输出电压具有固定的幅值，以及较低的谐波畸变率。后面所描述的单相锁相环，可以用来获取输出电压。图显示的电压控制器的框图中，描述了个经典的控制器，其包含内部电流回路和外部电压回路控制。闭环传递函数是由式和并联型变流器的动态扰动传递函数式得到，其中系数和在式中列出。方程式定义为输出电流与输入电流有差值，导致输出电压有偏差。这种差异属于干扰。单相系统在本节中，介绍了基于三相瞬时有功功率理论单相结构。的研究建立在两相静止坐标系上。因此，需要使用适当的方法生成正交电压，确保它与测量的单相电压相差。在传统的三相系统中，三相瞬时有功功率可以在三相和两相静止坐标系表示成如式，实际功率的有效值和瞬时值分别是由和表示。控制系统和的模型如图所示。的工作原理如图所示，消除瞬时功率中的直流分量。因此，当中的直流部分为零时，输出信号锁定在输入信号的基频分量。因此，动态设置控制器输出为参考角频率，其中是实际的标准频率。角度是通过等同于市电频率的参考角频率得到。这样，角度是用来计算构造的反馈电流和图。消除瞬时功率中的直流分量，构造的电流和必须分别正交于电压和。前馈用于改善的初始动态性能。锁相环所有的结构图呈现在和，分别代表四个不同的算法用来获得正交电压。在图信号是通过滞后延迟环节和，是通过内部相位角以及通过三个瞬间峰值检波器获得的输入电压的幅度而获取。用于检测峰值的方程式，和，它们分别由图，和表示。正交电压是通过式获得。公共直流端串并联变流器的功率强度分别由和表示，取决于输出和输入电压有效值的比值，移位因素，负载电流的谐波畸变率以及电池充电系数。并联变流器的功率强度，串联变流器的功率强度分别由式和式给出，其中是负载功率,。分析式和式，它指出通过的功率流向，主要由于电网电压和输出电压的差值。充电因素也会影响功率流向。图显示了功率流向。当比大时，有功潮流从电网流向公共直流端的串联变流器，以及从公共直流端流向负载端的并联变流器，具体如图所示。此外，当比小时，有功潮流从电网流向公共直流端的并联变流器，以及从公共直流端流向串联变流器，如图所示，。因此，为了平衡公共直流端的有功功率，必须控制参考电流幅值。这种控制作用是通过如图所示附加个公共直流端控制器。在特殊条件检测到等于以及供给电阻性负载。在这些情况下不存在任何功率流向通过串联变流器和并联变流器图。仿真结果单相系统作为个串并联有源电力滤波器，通过仿真得到了验证。串联型和并联型变流器的开关频率为，供给由三个单相桥式二极管整流桥组成的非线性负载，如图所示。在图和图中显示了用于实现变流器控制模型。图中显示了串联补偿式单相的作用。输入电压和输出电压分别在图和图显示，其中的不同如图所示。从图所示的中得到的参考电压用来控制并联型变流器。在图中，未补偿负载电流，并联逆变器电流以及补偿后的输入电流分别如图，和所示。目前基于同步旋转坐标系的算法如图所示，用于产生串联型变流器的参考电流。为了获得更快的动态响应，在文献中使用平波滤波器实现低通滤波器的功能。图和图分别显示了后备式在备用和待机模式下的电压和电流。直到毫秒时，被断开，因为是实现与市电电压的同步。因此，供给负载是个不规则的电压。在毫秒时，静态开关闭合，开始运行在待机模式下。在毫秒时从待机模式过渡到后备模式，并在毫秒时从后备模式到待机模式。从而可以发现，无论是输入电流还是输出电压为具有较低的正弦波。由于并联型变流器具有低阻抗，从而实现待机模式下滤除谐波和无功补偿。在后备模式时，它供给负载全电流。在图和中显示了从图的模型中构造的瞬时功率和角频率。信号中由于输入电压的谐波含量出现了振荡。构造的电流和中可以分别从图及看到。总结在本文中，提出了串并联补偿式单相不间断电源系统的拓扑结构，并获得了正弦输出电压，正弦输入电流和高输入功率因数。介绍了单相锁相环的结构，以产生基准输出电压和用来得到基于的算法的单位矢量坐标系。通过对建立在两相静止坐标系下的单相锁相环的研究，提出了四个算式来生成正交电压。其中的三个，瞬时峰值检波器被用来生成正交电压。这种单相与在线式相比，它的主要优点是在待机模式下，两个级联变流器最大功率强度，在串联和并联变流器所处理的额定功率只占有较小的部分。因此，这种结构可以认为是具有吸引力和实用性的解决方案。本文已经证明，模拟结果与理论预测的结果具有良好的致性。英文翻译,