【正文】 的品質(zhì)因數(shù)。 根據(jù)系統(tǒng)參數(shù)，相關系統(tǒng)參數(shù)計算如下。 無源濾波器的仿真 電力系統(tǒng)中最大的諧波源是整流器，而礦井配電系統(tǒng)中，主要的諧波源也是大功率整流裝置，另外還有交 交變頻裝置。 一般 Q 值取 ～ ，相應的 m 值在 2～ 。通過一定的補償容量分配方法，確定所設計的濾波器組中各濾波器的補償容量，根據(jù)其補償容量計算出各濾波器中元器件的參數(shù)值。 濾波裝置的結構 如圖 所示，為濾波裝置的典型結構圖。據(jù)某些典型工程報導，濾波裝置約占換流站總投資的 20％。接著又分析了有源電力濾波器的基本原理及其主電路形式。 （ 5）不存在 過載問題，即當系統(tǒng)中諧波較大時，裝置仍可運行，無需斷開。上述原理可用如下的一組公式描述： CLs iii ?? () LkLfL iii ?? () Lkc ii ?? () LfcLs iiii ??? () 式中 , Lfi —負載電流的基波分量。有源電力濾波器系統(tǒng)原理圖如圖 所示，其基本工作原理是，檢測補償對象的電壓和電流，經(jīng)指令電流運算電路計算得出補償電流的指令信號，該信號經(jīng)補償電流發(fā)生電路放大，得出補償電流，補償電流與負載電流中諧波及無功等電流相抵消，最終得到期望的電源電流。增加 C 值，有利于降低 RnP 值。 圖 不同品質(zhì)因數(shù)下高通濾波器的頻率阻抗特性 第 12 頁 通常記 CRLQm221 ?? () 參數(shù) m 的值一般在 ～ 2 范 圍內(nèi)，故 Q 值大約為 ～ 。反之 0ff? 時，阻抗較小，變化也不大，稱為通頻帶。 當 Q →∞ 時， R→0 ， fZ → 02X? 。實際上對于因溫度影響使濾波器參數(shù)變化而造成的失諧，可以隨季節(jié)變化改變元件參數(shù)，使濾波器調(diào)諧在所要求的諧振頻率附近盡可能小的范圍內(nèi)。 圖 高通濾波器阻抗頻率特性 影響濾波器性能的參數(shù)研究 本節(jié)將對影響濾波性能的參數(shù)進行探討。 Zn 圖 單調(diào)諧濾波器阻抗頻率特性 高通濾波器 高通濾波器也稱減幅濾波器，常見的有二階高通濾波器 (圖 b)、三階高通濾波器 (圖 c)、 C 型高通濾波器 (圖 d)。 RCLRCLRCLC 1CLRC 1 a)單調(diào)諧濾波器 b)二階高通濾波器 c)三階高通濾波器 d)C 型高通濾波器 第 6 頁 圖 無源濾波器分類 單調(diào)諧濾波器 單調(diào)諧濾波器的電路原理如圖 所 示，由電容器 C 、電抗器 L、電阻 R 串聯(lián)而成。 (2)以某礦井直流提升系統(tǒng)為研究背景，對諧波源進行了諧波特性理論分析，并基于 MATLAB 仿真軟件建立了系統(tǒng)的仿真模型，通過仿真得到的諧波特性與經(jīng)過理論分析得到的諧波特性基本相同。 我國在有源電力濾波器方面的研究起步較晚，直到 1989 年才見到這方面的研究文 章， 1993年才見到實驗性的工業(yè)應用報道，但其中所采用的諧波和無功電流檢測方法陳舊，補償效果不理想。這一時期的一個重大突破是 1983 年赤木泰文等人提出了 “三相電路瞬時無功功率理論 ”[6]，該理論突破了建立在平均值基礎上的傳統(tǒng)無功功率概念，以該理論為基礎的諧波和無功電流檢測方法在有源濾波器中得到 第 4 頁 了成功的應用，極大地促進了有源濾波器的發(fā)展，目前已成為有源濾波器的主要基礎理論之一。 有源濾波器的發(fā)展最早可以追溯到本世紀 60 年代末， 1969 年 和 發(fā)表 的論文 [6]中，描述了通過向交流電網(wǎng)注入三次諧波電流來減少電源電流中的諧波成分，從而改善電源電流波形的新方法。特別是在一個復雜的電力系統(tǒng)中，這兩個參數(shù)的變化規(guī)律很難精確預知，因此一個實際的濾波器要滿足要求的諧波衰減是困難的； (4)當系統(tǒng)阻抗參數(shù)和頻率變化時，濾波器可能與系統(tǒng)發(fā)生并聯(lián)諧振 (從負載側看 )或串聯(lián)諧振 (從電源側看 )。除濾波作用外，無源直流濾波器與無源交流濾波器在具體技術要求稍有 不同：交流側濾波裝置在基波下呈電容性，因而可兼作無功補償裝置，設計時應與無功補償裝置結合考慮；而直流側濾波裝置主要限于抑制對鄰近通信線路的干擾，因此，所考慮的頻率范圍通常從基波到 100 次諧波 ??3 。 無源濾波器 無源濾波器是目前廣泛應用的電力濾波裝置。因此，研究和開發(fā)適應這一要求的諧波抑制和無功功率補 償技術己成為電力、電工領域的研究熱點之一 ??1 。無源電力濾波器因其結構簡單、設備投資少、運行可靠性高、運行費用低，成為電力系統(tǒng)中最普遍的諧波抑制設備。 本科生畢業(yè)設 計 中國礦業(yè)大學畢業(yè)設計任務書 畢業(yè)設計題目： 變電站濾波系統(tǒng)的設計與仿真 畢業(yè)設計專題題目： 畢業(yè)設計主要內(nèi)容和要求： 了解諧波的產(chǎn)生和危害及目前電力系統(tǒng)消除諧波的主要方法。 摘 要 非線性負載的大量應用給電網(wǎng)帶來了嚴重的諧波污染，并由此產(chǎn)生了一系列電能質(zhì)量問題，而各種敏感負載對電網(wǎng)的供電質(zhì)量又提出了更高的求。 關鍵詞：諧波； LC 濾波器； 仿真； 有源濾波器 ABSTRACT Widerange application of nonlinear load has brought serious harmonic pollution to power grid,as well as a series of power quality ,some sensitive load has tougher and tougher requirement on power ,Passive power filter(PPF)is most widely used as harmoniceliminating device in power system,because of simple configuration,low investment,high reliability,and low operation paper perates on a profound and detailed study on the parameter design of PPF. First,this paper analyses the configuration and working principle of ,a thorough analysis is conducted on the factors which are related to the filter’s characteristics,including the effects of equivalent frequency offset,quality factor,reactive power capacity of the single tuned filter(STF)and high pass filter(HPF),the system equivalent harmonic impedance the foundation of designing filter,this step would supply the design principles for the ing engineering design methods and multiobjective optimization. With the researching background of a certain DC mining hoist system, the characteristics of the harmonic source are ana lyzed theoretica lly, which are also analyzed by mea ns of simulation based on MATLAB. Then according to different distribution scheme of pensation capacity, the thesis designs LC filter and makes parisons through simulation. This thesis designs the parameters of the merely using shunt active power filter and makes simulation. Keywords: Harmonic； LC filter； simulation； active power filter 目 錄 1 緒論 ................................................................................................................................... 1 課題背景及研究目的 ................................................................................................. 1 無源濾波器 ............................................................................................................... 1 無源濾波器的應用現(xiàn)狀 .................................................................................... 2 .................................................................................. 2 有 源濾波器的應用 ..................................................................................................... 3 本課題主要研究內(nèi)容 ................................................................................................. 4 2 濾波器的理論及性能研究 ................................................................................................... 5 無源濾波器的結構型式及其特性 ............................................................................. 5 單調(diào)諧濾波器 ................................................................................................ 6 高通濾波器 ................................................................................................... 6 影響濾波器性能的參數(shù)研究 ....................................................................................... 7 影響單調(diào)諧濾波器性能的參數(shù)研究 ................................................................ 7 影響高通濾波器性能的參數(shù)研究 ................................................................... 10 有源電力濾波器 ...................................................................................................... 13 有源電力濾波器的基本原理 ........................................................................... 13 有源電力濾波器的主電路形式 ..........................................