并联混合型有源电力滤波器的设计与仿真

论文摘要

近年来,配电网中整流器、变频调速装置、电弧炉等负荷不断增加。这些负荷的非线性,使得电力系统中谐波所造成的危害也日趋严重,给供电质量造成了严重的干扰。谐波污染已成为供电系统中不容忽视的问题之一,已引起了人们的关注。有源电力滤波器作为一项抑制谐波的有效措施,被广泛地研究和应用。本论文针对谐波问题,叙述了谐波产生的原因及危害,介绍了常用的有源电力滤波器及其工作原理,并分析了有源电力滤波器采用的谐波电流检测方法。准确、迅捷地检测出系统电流中的谐波及无功成分,是保证有源电力滤波器能适时补偿的关键。由于传统的基于瞬时无功功率理论的谐波检测方法在实现过程中系统复杂,需要大量的乘法器,因此从傅利叶变换出发,引入了一种基波幅值分离的谐波电流检测方法。该方法利用三角函数的特性,对畸变电流中的基波成分和无功电流分量的幅值分别进行计算,然后通过低通滤波器把它们分离出来,最后得到基波有功和无功电流分量。该方法由于算法简单、所用器件少、实时性较高,不仅适用于单相电路,也适用于三相电路。为了检验基于基波幅值分离法的谐波检测理论的正确性和以该理论为基础研究有源电力滤波器的可行性,本文设计了一套并联混合型有源电力滤波器,并进行了仿真研究。仿真结果表明并联混合型有源电力滤波器对电力系统中谐波的抑制具有较好的效果。

论文目录

• 中文摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 谐波的产生及其危害
• 1.3 谐波抑制技术的发展现状
• 1.4 有源电力滤波器的国内外研究现状
• 1.5 本文的主要内容
• 第二章 有源电力滤波器的基础理论
• 2.1 有源电力滤波器的分类及拓扑结构
• 2.1.1 并联型有源电力滤波器
• 2.1.2 串联型有源电力滤波器
• 2.1.3 串并联型有源电力滤波器
• 2.2 并联型有源电力滤波器的基本原理
• 2.2.1 并联型有源电力滤波器的工作原理
• 2.2.2 并联型有源电力滤波器的数学模型
• 2.3 有源电力滤波器的电流检测方法
• 2.4 有源电力滤波器的主电路
• 2.5 有源电力滤波器补偿电流控制方法
• 2.5.1 瞬时值比较方式
• 2.5.2 三角波比较方式
• 第三章 有源电力滤波器的设计
• 3.1 有源电力滤波器的拓扑结构
• 3.2 有源电力滤波器的谐波检测方法
• 3.2.1 基于瞬时无功功率理论的谐波检测方法
• 3.2.2 基于瞬时无功功率理论的根据单相电路构造三相系统的谐波检测方法
• 3.2.3 基于基波幅值分离法的谐波检测方法
• 3.3 参数选择与设计
• 3.3.1 LC无源滤波器的结构和设计
• 3.3.2 主电路设计
• 第四章 仿真及分析
• 4.1 基于基波幅值分离法谐波检测的仿真研究
• 4.1.1 概述
• 4.1.2 单相电路谐波电流检测的基波幅值分离法仿真
• 4.1.3 三相电路谐波电流检测的基波幅值分离法仿真
• 4.2 并联混合型有源电力滤波器的仿真研究
• 4.2.1 仿真模型的建立
• 4.2.2 仿真波形图
• 结束语
• 参考文献
• 发表论文和科研情况说明
• 致谢