【正文】 10 頁 共 28 頁 單獨使用，也可以與并聯(lián)無源 (并聯(lián)有源 )構(gòu)成串聯(lián)混合型濾波器。并聯(lián) APF與并聯(lián) PF相結(jié)合的混合型 APF方案中 PF分擔大部 分諧波， APF僅補償所需的各次諧波電流，因此 APF容量很小，但使用這種混合濾波器時，電源與 APF之間及 APF與 PF之間存在諧波通道，特別是后者可能使 APF注入的諧波電流又流入 PF及系統(tǒng)中聯(lián)接的濾波電容中。 三角載波線性電流控制和滯環(huán)跟蹤控制適用于模擬控制系統(tǒng)和微機控制系統(tǒng)，目前是使用最多也是最成熟的兩種控制方法。 （ 1） abc坐標系與 αβ坐標系之間的變換關(guān)系 設(shè)三相電路各相電壓、電流的瞬時值分別為 ae 、 be 、 ce 和 ai 、 bi 、 ci 把它們分別變換到兩相正交的 αβ坐標系 : 32abceeCeee?????? ????? ???????? （ 31） 32abciiCiii?????? ????? ???????? （ 32） 式中 32C =1112 223 33022??????????? （ 33） （ 2） 三相電路瞬時有功電流 pi 和瞬時無功電流 qi 三相電路瞬時有功電流 pi 和瞬時無功電流 qi 分別為矢量 i? 三相電路瞬時 并聯(lián)型三相四線制有源電力濾波器滯環(huán)電路設(shè)計 第 14 頁 共 28 頁 有功電流 e? （ e? 的法線）上的投影： pi =icos? （ 34） qi =isin? （ 35） 式中： ei? ? ???。 并聯(lián)型三相四線制有源電力濾波器滯環(huán)電路設(shè)計 第 16 頁 共 28 頁 其他諧波及無功電流檢測方法 1 帶通 (帶阻 )濾波器檢測法 模擬的帶通 (帶阻 )濾波器用于分離出被測信號中的基波分量，一般采用 50hz的帶通或帶阻濾波器把被測電流中的 50Hz基波分量分離出來而得到諧波電流。 3 同步檢測法 這種方法多用于不平衡三相系統(tǒng)中諧波和無功電流檢測，其基本思想是分別考慮各相情況，并把補償分量分配到三相中，統(tǒng)一確定各相補償電流，即該方法不是從電流的分解出發(fā)，而是從功率平衡的角度來確定補償電流。由于有源電力濾波器中的可控功率元件開關(guān)頻率需要高于被補償?shù)淖罡叽沃C波頻率的 2倍以上，控制可控功率元件開關(guān)狀態(tài)的信號是脈沖寬度調(diào)制（ PWM）信號，因此有源電力濾波器的控制策略主要是如何實現(xiàn)脈沖寬度調(diào)制（ PWM）。該方法的優(yōu)點是開關(guān)頻率固定，而且簡單易行，響應(yīng)速度快，對高開關(guān)頻率的系統(tǒng)具有較好的控制特性，可預先確定主電路器件的開關(guān)頻率，調(diào)整也十分方便具有動態(tài) 響應(yīng)好，電流跟隨能力強的優(yōu)點，特別適合于模擬控制系統(tǒng)，它已為交 —直 —交變流系統(tǒng)和有源電力濾波器廣為采用。它將指令電流值與實際補償電流的差值輸入到具有滯環(huán)特性的比較器中，實際電流與指令電流的上下限，交點作為開關(guān)點，指令電流的上、下限形成一個滯環(huán)，然后用比較器的輸 并聯(lián)型三相四線制有源電力濾波器滯環(huán)電路設(shè)計 第 20 頁 共 28 頁 出控制變流器的開關(guān)器件，因此稱為滯 環(huán)電流控制。設(shè)1? 和 2? 分別為滯環(huán)比較器哦的高低閥值（一般取 1? =2? ）。有源濾波器不僅要對三相諧波進行補償，還要對零線電流進行補償，使三相電源電流對稱。因此，計算機仿真已經(jīng)成為一種公認的經(jīng)濟、有效的設(shè)計方法。其中檢測電流電阻值為 ? ， 濾波電感值為 10mH，電解電容值為 2500pF，假負載電阻值為 10K? 。 在論文的進行過程中，我還得到了眾多老師和同學的熱情幫助和指點，這對論文的完成起了很大的作用，在此，向他們表示衷心的感謝。 Song, Jingxian Threephase threewire threelevel APF based on vector mode onecycle control Dianli Xitong Zidonghua Automation of Electric Power Systems 并聯(lián)型三相四線制有源電力濾波器滯環(huán)電路設(shè)計 第 28 頁 共 28 頁 致謝 在本科畢業(yè)設(shè)計完成之際，首先向?qū)熕跁r平教授表示衷心感謝。三相非線性負載由二極管、電感、電容和電阻組成，其中電感值為 10mH，電容值為 20uF，電阻值為 100? 。 并聯(lián)型三相四線制有源電力濾波器滯環(huán)電路設(shè)計 第 23 頁 共 28 頁 第 5 章 并聯(lián)型有源電力濾波器仿真分析 計算機仿真是現(xiàn)代科學研究中的一種重要手段，應(yīng)用軟件在計算機上模擬實際的系統(tǒng)，尤其應(yīng)用在 實際試驗可能對元件具有破壞性的系統(tǒng)中。相反 ,滯環(huán)比較器閾值的模越大 ,SAPF的補償效果越差 ,對可控電力電子元件的開關(guān)頻率要求越低 ,SAPF的功耗越小 .因此 ,可以根據(jù)SAPF補償效果的工程需要以及可控電力電子元件的開關(guān)頻率限制性 ,選擇恰當?shù)拈撝?。高頻采樣頻率連續(xù)檢測系統(tǒng)的電源側(cè)電流 si 和并聯(lián)有源電力濾波器輸出的 ci ，以電源側(cè)電流 si 中的非基波正序有功電流作為指令信號 zi 。滯環(huán)跟蹤控制的基本思想是實際值與允許的的上、下限相比較，交點作為開關(guān)點，在上、下限形成一個環(huán)帶，故稱 “ 滯環(huán)跟蹤控制 ” 。它以指令信號與實際補償電壓（或電流）之間的差值作為調(diào)整信號，被控制量與它的給定值在給定的范圍比較，以確定電力變流器開關(guān)元件的開關(guān)時序與高頻三角載波相比較，從而得到變流器開關(guān)器件所需的控制信號。 并聯(lián)型三相四線制有源電力濾波器滯環(huán)電路設(shè)計 第 18 頁 共 28 頁 第 4 章 并聯(lián)型三相四線制有源電力濾波器的控制方法研究 由于有源電力濾波器的類型和控制目標很多（其原理圖見圖 ），這就決定了有源電力濾波器的控制技術(shù)也非常豐 富。另一個分量作為廣義無功電流，也就是負荷電流與有功電流的差值。而瞬時無功功率理論中的概念，都是在瞬時值的基礎(chǔ)上定義的，它不僅適用于正弦波，也適用于非正弦波和任何過渡過程的情況。本章首先介紹瞬時無功功率的基本理論，然后介紹基于該理論的諧波和無功電流實時檢測方法。 其結(jié)構(gòu)圖如圖 各種有源電力濾波器的控制方法 由于有源電力濾波器的類型和控制目標很多，這就決定有源電力濾波器的控電力系統(tǒng) L T APF C 非線性負載 圖 串聯(lián)型有源電力濾波器結(jié)構(gòu)圖 電力系統(tǒng) L T APF C 非線性負載 PF 圖 混合型有源電力濾波器 并聯(lián)型三相四線制有源電力濾波器滯環(huán)電路設(shè)計 第 12 頁 共 28 頁 制技術(shù)非常豐富 ，總體來說，有源電力濾波器的控制方式 可以分為三大類：對系統(tǒng)電源側(cè)電壓、電流進行控制；對系統(tǒng)負載側(cè)電壓、電流進行控制；對系統(tǒng)電源和負載側(cè)電壓、電流同時進行控制。 PF用來消除高次諧波， APF用來補償?shù)痛沃C波分量。目前并聯(lián)型 APF技術(shù)已相當成熟，工程上應(yīng)用較多，具體結(jié)構(gòu)如圖 。 并聯(lián)型有源電力濾波器的基本原理 并聯(lián)型電力有源濾波器的基本結(jié)構(gòu)如圖 所示。 電力有源濾波器的諧波和無功電流檢測法對其整體性能至關(guān)重要，而基于瞬時無功功率理論的電流檢測法具有較高的準確性和實時性，所以是目前電力有源濾波器中使用最多的諧波和無功電流檢測法。作為主電路的 PWM 變流器，在產(chǎn)生補償電流時，主要作為逆變器而工作。后者可以提高電力有源濾波器的容量，降低單個器件的工作頻率。串聯(lián)型電力有源濾波器與負載串聯(lián)接入電網(wǎng)，主要消除電壓型諧波源對系統(tǒng)的影響。這種濾波器的特點為： （ 1）實現(xiàn)了動態(tài)補償，可對頻率和大小都變化的諧波以及變化的無功功率進行補償，對補償對象的變化有極快的響應(yīng) 。晶閘管在導通期間處于失控狀態(tài)，這使 SVC 每步補償時間間隔至少為工頻的半個周期。滯環(huán)控制技術(shù)是目前在有源濾波器控制中應(yīng)用最成功的有效控制技術(shù)之一。下面對已出現(xiàn)的兩種典型且常用的 APF 控制技術(shù)進行簡要介紹。近幾年進行這方面研究的單位在逐漸增加，主要集中在 一些高等院校和少數(shù)研究機構(gòu)。 除電表本身產(chǎn)生誤差外，諧波負荷從系統(tǒng)中吸收基波功率而向系統(tǒng)送出諧波功率。 （ 2）諧波對繼電保護和自動控制裝置產(chǎn)生干擾和造成誤動作或拒動。 ” 諧波的危害 （ 1） 對供電網(wǎng)和導線，增加供電網(wǎng)的損耗 當發(fā)生諧振或放大現(xiàn)象時，損耗更加嚴重。 Control circurt 并聯(lián)型三相四線制有源電力濾波器滯環(huán)電路設(shè)計 目 錄 第 1 章 緒論 ......................................................... 1 電力系統(tǒng)諧波 ................................................ 1 1 電力系統(tǒng)諧波概述 ....................................... 1 2 諧波的基本概念 ......................................... 1 3 諧波的危害 ............................................. 1 有源電力濾波器及其控制方法的發(fā)展趨勢與研究現(xiàn)狀 ............. 2 1 有源電力濾波器的發(fā)展歷程 ............................... 2 2 有源電力濾波器的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 ..................... 3 3 有源電力濾波器的控制技術(shù)發(fā)展趨勢 ....................... 3 電力有源濾波器簡介 ......................................... 4 1 傳統(tǒng)的諧波抑制和無功補償裝置的缺陷 ..................