【正文】 直到 1989 年才見到這方面研究的文章， 1993 年才見到試驗性的工業(yè)應用實驗。在高度非正弦的情況下，應避免使用感應型 電能表，因為計量誤差大并且在 400~1000Hz 范圍內可能發(fā)生機械諧振故障。增加附加損耗，降低發(fā)電、輸電及用電設備的效率和設備的利用率。 ”但在 IEEE 標準中，諧波的定義則為： “諧波為一周期波或量的正弦波分量，其頻率為基波頻率的整數倍數。 Active filter of power。近年來，三相四線制電網中的諧波和負載不平衡問題日益突出，為此本文研究了三相四線制系統(tǒng)中諧波和無功功率的統(tǒng)一補償問題 。 諧波的基本概念 國際上公認的諧波定義為： “諧波是一個周期電氣量的正弦波的分量，其頻率為基波頻率的整數倍數。鄰近效應是由于導線磁場使鄰近導線內的電流分布畸變。雙輸入繼電器各輸入量中諧波間的相角關系也影響繼電器的性能。 90 年代 APF 技術進入實 際應用，截止 20xx 年，已有 500 多臺 APF 投入運行，其總容量已達 600MVA。有源電力濾波器控制的關鍵就是變流器的脈沖寬度調制技術（ PWM） 。這種控制技術開關頻率恒定、實現電路簡單、穩(wěn)定性好、得到應用的時間長技術成熟、裝置安全性較高，但響應速度較慢，精度較低。目前諧波抑制的一個重要趨勢是采用電力有源濾波器 (Active Power Filter，縮寫為 APF)。晶閘管控制投切電容器組雖然己能相對平滑地快速調節(jié)容性無功功率的大小，實現動態(tài)無功功率補償作用，但是這種無功功率補償器的容量明顯受到安裝點電壓變化的制約 (與安裝點電壓平方成正比 )。 （ 6） 能跟蹤電網頻率的變化，故補償性能不受電網頻率變化的影響 。電壓型電力有源濾波器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。 電力有源濾波器工作原理簡介 電力有源濾波器由兩大部分組成，即指令電流運算電路和補償電流發(fā)生電路。 常用諧波電流檢測方法 電力有源濾波器諧波電流的檢測不同于一般的諧波測量儀，它一般不需要分解出各次諧波分量，只需檢測出除基波電流或基波有功電流之外總的畸變電流即可?，F在比較常用的有三角波脈寬調制電流控制方法、滯環(huán)比較電流控制方法、無差拍電流控制方法。 （ 2） 驅動控制回路的主要任務是根據參考指令電流，確定各電力電子器件的開關狀態(tài)，并由此形成各個通道的驅動信號。 其工作原理是通過檢測環(huán)節(jié)測量電網中的諧波電壓分量 ，產生與之相反的附加電壓信號，從而實現系統(tǒng)與諧波的隔離，使電源端電壓恢復為正弦波。 APF通過變壓器串聯在系統(tǒng)中，絕緣較困難，并且 APF要承擔所有負載電流，這將直接影響該種混合濾波器的補償性能。特定次數諧波消除控制方法需要事 先計算出要消除的若干次指定諧波，在負載經常變化的情況下，跟隨特性難以保證，目前較少使用；自適應控制方法因反應較慢，算法復雜，目前尚在理論研究之中，在有源電力濾波器中沒有得到工程應用。 （ 4） α、 β相的瞬時無功電流 qi? ， qi? 和瞬時有功電流 pi? ， pi? α、 β相的瞬時無功電流 qi? ， qi? 分別為三相電路瞬時無功電流 qi 在 α、 β軸上的投影，瞬時有功電流 pi? ， pi? 則分別為三相電路瞬時有功電流 pi 在 α、 β軸上的投影 ,某一相的瞬時有功電流和瞬時無功電流也可分別稱為該相電流的有功分量和無功分量。但也有許多缺點，濾波器中心頻率對元件參數十分敏感，受外界環(huán)境影響較大，難以獲得理想的幅頻特性和相頻特性 。但是由于該檢測法是根據總平均功 率確定補償后的電流，再計算出補償指令電流，而在計算補償后電流時，不僅需要知道三相電路的平均功率，還需要知道每個相電壓的幅值，因此檢測過程中的延遲較大?？梢苑譃榻浀浞椒?、現代方法和智能方法。 P M W 信 號Aci? ?滯環(huán)電流控制具有簡單靈活，性能與系統(tǒng)參數無關、動態(tài)響應速度快、魯棒性好、精度較高等優(yōu)點，因此是在跟蹤諧波電流或電壓的控制方面應用最多。根據信號 HL，得到可控電力電子元件柵極 1G 、 2G 的 PWM信號 2S 、 1S 。而主電路也要能精確地按照指令電流信號產生對應的補償電流。 現在，用 Matlab 軟件對電網裝設并聯型有源電力濾波器進行仿真分析。 仿真分析 系統(tǒng)運行進入穩(wěn)態(tài)后，三相非線性負載的輸入電壓和輸入電流波形如圖 42所示，圖中，電壓波形為標準正弦波波形，由于諧波的影響，電流波形不規(guī)則；三相 APF 的輸入電壓和電流波形如圖 所示，輸入電壓為標準正弦波，輸入電流波形為不規(guī)則波形，對三相非線性負載的輸入電流進行補償；圖 為單相APF 輸出直流電壓波形，其直流平均電壓為 ，紋波電壓的最大峰值為 1V。 。仿真結果表明，并聯型有源電力濾波器能有效的抑制諧波 圖 并聯混合型電力濾波器結構示意圖 圖 三相非線性負載輸入電壓和輸入電流波形 并聯型三相四線制有源電力濾波器滯環(huán)電路設計 第 25 頁 共 28 頁 圖 三相 APF 輸入電壓和電流波形 圖 單相 APF 輸出直流電壓波形 圖 補償后電源輸入電壓和輸入電流波形 并聯型三相四線制有源電力濾波器滯環(huán)電路設計 第 26 頁 共 28 頁 參考文獻 [1] 粟時平，劉桂英 .靜止無功功率補償技術 中國電力出版社 20xx ［ 2］靳龍章，丁毓山 .電網無功補償實用技術［ M］ .北京 :中國水利電力出版社，1997. ［ 3］王兆安，楊君，劉進軍 .諧波抑制和無功功率補償［ M］ .北京：機械工業(yè)出版社， 20xx. ［ 4］ Xiao Xiangning， Xu Yonghai， Liu Hybrid Active Filter for Filtering Power System Harmonics. Power System and Communications Infrastructures for the Future， Beijing， September 20xx. ［ 5］ 顏曉慶，王兆安 . 并聯型電力有源濾波器的仿真研究 . 西安交通大學學報 . 1997， 31(11):8993. ［ 6］方紅興，徐德鴻 .三相四線四橋臂并聯型有源電力濾波器直流側電容優(yōu)化設計［ C］ .第 14 屆全國電源技術年會論文集 .447449. ［ 7］陳建業(yè) .有源電力濾波器結構、原理與控制 [M]. 北京：科學出版社 . ［ 8］ 陳貴 .基于混合有源濾波器的電力牽引系統(tǒng)電能質量改善方法研究 [J].重慶大學 .20xx. ［ 9］ 戴瑜興，張義兵，陳際達 .有源濾波器逆變電路的滯環(huán)比較控制策略 . 湖南師范大學自然科學學報 .20xx， 26(3):3741. ［ 10］唐中琦，謝運祥 .有源濾波器補償電流的檢測與控制 .電工電能新技術 .1998，4:28一 31. ［ 11］ 浣喜明 .電力有源濾波器的原理與應用［ J］ .湖南工程學院 報 .20xx(4):1618. ［ 12］ 顏曉慶，王兆安 .電力有源濾波器及其新發(fā)展 .電工技術雜志 .1998， 4:34. ［ 13］ 李民 ， 王光安， 卓放 .基于瞬時無功功率理論的高次諧波和無功功率檢測 [J]電力電子技術， 1992(2) ， 1417. [14] 霍偉，姚緒梁，并聯型三相四線制有源濾波器研究 .全國優(yōu)秀碩士學位論文庫 20xx [15] 江靜 ，劉朝暉，許娜 電力系統(tǒng)諧波問題的研究 華北科技學院學報 20xx 并聯型三相四線制有源電力濾波器滯環(huán)電路設計 第 27 頁 共 28 頁 [16] Chen, Bing。整個功率電路由三 相 APF 和三相非線性負載組成。產生的零線補償電流 CNi 與負載零線電流 LNi 相抵消，使得電源側零線電流為零。 1S 、 2S 信號送至驅動電路，即可產生 1G 、 2G 所需的觸發(fā)信號。下面以并聯有源電力濾波器進行電源側單位功率因數補償為例，說明滯環(huán)電流控制原理和控制效果。*ici三 角 波 圖 三角波比較方 原理圖 A放大單元 滯環(huán)跟蹤控制 滯環(huán)跟蹤控制是一 種簡單的 Bangbang控制。 指 令 電 流運 算 電 路電 流 跟 蹤控 制 電 路驅 動 電 路三相電源T 1H P FA P FcU負 載Li siaecUci*ciabceLaiLbiLciCciCbiCai 圖 并聯型 APF原理圖 三角載波電流控制 三角波載波電流控制法（ Liner Current Control）是最簡單的一種電流控制方法，其原理圖如圖 。若電壓波形存在畸變，必將影響檢測精度。此外，這種方法不能同時分離出無功電流。 （ 7） a、 b、 c各相得瞬時無功功率 aq ， bq ， cq 和瞬時有功功率 ap 、 bp 、 cp a、 b、 c各相得瞬時無功功率 aq ， bq ， cq 分別為該相瞬時電壓和瞬時無功電流的乘積，而各相得瞬時有功功率 ap 、 bp 、 cp 則分別為該相瞬時電壓和瞬時有功電流的乘積。該理論突破了傳統(tǒng)的以平均值為基礎的功率定義，系統(tǒng)地定義了瞬時無功功率和瞬時有功功率等瞬時功率量。為了便于保護和隔離，注入變壓器要聯接在 PF的中性點上。由于串聯型 APF損耗大，投切故障后的退出及各種保護比并聯型復雜，目前單獨使用的較少。 并聯型有源電力 濾波器的基本結構 APF與系統(tǒng)相并聯， 相當于一個諧波電流發(fā)生器，可產生與負載諧波大小相等方向相反的諧波電流，從而抵消線路上的諧波電流而將電源側電流補償為正弦波。這兩種方法各有優(yōu)缺點，在實際應用中可以根據系統(tǒng)要求進行選擇?；陬l域的電流檢測主要有帶通 (帶阻 )濾波器檢測法、快速傅里葉變換法等，但由于它們固有的缺陷， 檢測效果差，不能滿足準確、實時性的要求。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，產生實際的補償電流。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產生較大的損耗，因此目前較少使用。 電力有源濾波器的分類 按照不同的劃分標準，電力有源濾波器有多種分類的方法，分別介紹如下 并聯型三相四線制有源電力濾波器滯環(huán)電路設計 第 6 頁 共 28 頁 （ 1） 根據接入電網的方式不同，可以分為兩大類 :并聯型電力有源濾波器和串聯型電力有源濾波器。 綜上所述，傳統(tǒng)無功功率的定義和概念，只限于處理系統(tǒng)運行參數是正弦周期的情況，對功率急劇變化所出現的瞬時