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1、有源電力濾波器仿真研究18目錄摘要……………………………………………………………………1第一章有源濾波器介紹……………………………………………31.1有源濾波器基本原理…………………………………………31.2有源濾波器的優(yōu)點……………………………………………31.3有源電力濾波器的分類………………………………………41.4有源濾波器的關鍵技術………………………………………5第二章基于瞬時無功功率檢測方法………………………………52.1基于瞬時無功功率理論的諧波檢測算法………………72.2基于瞬時無功功率理論的諧波檢測法…………………8第三章有源電力濾波器的控制策略
2、………………………………103.1滯環(huán)比較控制…………………………………………………103.2三角波比較方式………………………………………………10第四章有源電力濾波器的主電路設計………………………………114.1直流側電容量的選擇…………………………………………114.2直流側電壓的選擇……………………………………………13第五章并聯電力有源濾波器的仿真…………………………………165.1主電路…………………………………………………………165.2指令電流運算電路……………………………………………165.4結果分析………………………………………………………175
3、.3電流跟蹤控制電路……………………………………………1718第一章有源濾波器介紹1.1有源濾波器基本原理有源電力濾波器是一種用于動態(tài)抑制諧波、補償無功的新型電力電子裝置,它能對大小和頻率都變化的諧波以及變化的無功進行補償，其應用可克服IC濾波器等傳統(tǒng)的諧波抑制和無功補償方法的缺點。電力濾波器的系統(tǒng)構成的構成原理圖如下：圖1-1有源電力濾波器系統(tǒng)構成原理圖圖中負載為諧波源，它產生諧波并消耗無功。有源電力濾波器系統(tǒng)由兩大部分組成，即指令電流運算電路和補償電流發(fā)生電路(由電流跟蹤控制電路、驅動電路和主電路三個部分構成)。其中，指令電流運算電路的核心是檢測出補償對象電流
4、中的諧波和無功等電流分量，因此有時也稱之為諧波和無功電流檢測電路。補償電流發(fā)生電路的作用是根據指令電流運算電路得出的補償電流的指令信號。1.2有源濾波器的優(yōu)點有源濾波器(ActivePowerFilter，APF)的基本原理是從補償對象中分離出諧波電流，由補償裝置產生一個與該諧波電流大小相等而極性相反的補償電流，從而使電網電流只含基波分量。這種濾波器能對頻率和幅值變化的諧波進行跟蹤補償，且補償特性不受電網阻抗的影響，即不存在諧振的問題。具有如下優(yōu)點：(1)具有一機多能的特點。不僅能夠補償各次諧波，無功功率和負序電流等。(2)具有自適應功能，能對頻率和幅值發(fā)生快速變
5、化的諧波進行動態(tài)補償。18(3)由于裝置本身能完成輸出限制，所以不會因為補償電流過大而過載。(4)諧波補償特性不受電網頻率變化的影響。(5)可對多個諧波源和無功源進行集中補償。1.3有源電力濾波器的分類從不同的觀點看，有源電力濾波器具有不同的分類標準，如圖1-2所示，分別介紹如下：(1)根據主電路的儲能元件不同，可以分為電壓型有源電力濾波器和電流型有源電力濾波器兩種。電壓型APF的主電路直流側接有大電容，正常工作時其電壓基本保持不變。電流型APF的主電路直流側接有大電感，正常工作時期電流基本保持不變。但由于電流型主電路的直流側始終有電流流過，該電流將在電感的內阻上
6、產生較大的損耗，因此目前較少使用。(2)根據接入電網的方式不同，可以分為兩大類：并聯型有源電力濾波器和串聯型有源電力濾波器。并聯型APF與負載并聯接入電網，主要是用于電流型負載的諧波、無功和負序電流補償。串聯型APF與負載串聯接入電網，主要消除電壓性諧波源對系統(tǒng)的影響。串聯型APF中流過的是正常負載電流，損耗較大，并且串聯型APF的投切、故障后的退出及各種保護也比并聯型APF復雜，因此使用范圍受到很大限制。圖1-2有源電力濾波器的分類示意圖181.4有源濾波器的關鍵技術有源電力濾波器APF(activepowerfilter)可應用于電力系統(tǒng)諧波、無功電流的補償，
7、并聯型有源電力濾波器的基本原理是使變流器產生實時跟蹤指令電流的補償電流，從而使主電流中不含諧波和無功成分。諧波電流的檢測、諧波電流的跟蹤補償控制和直流側電容電壓控制是有源電力濾波器的三個主要組成部分。第二章基于瞬時無功功率檢測方法三相瞬時無功功率理論是日本學者H.Akagi于1984年首先提出的，此后經不斷研究和發(fā)展逐漸的到了完善，現在已經產生了法、法等諧波檢測方法。諧波檢測法是使用最早的方法，但是它只適用于電網電壓是三相對稱的并且沒有產生畸變的情況；法不僅適用于電網電壓產生畸變的情況，而且也適用于對不對稱三相電網的檢測。瞬時無功功率理論的基本原理是：假設三相電路
8、的電壓和電
