【正文】 或隨機(jī)變化的非周期現(xiàn)象已不能適應(yīng)。其主要存在以下問題 : （ 1）電源阻抗嚴(yán)重影響濾波特性 （ 2） 隨著電源側(cè)諧波的增加，濾波器有可能過載 （ 3） 在同一系統(tǒng)內(nèi)設(shè)置很多 LC 濾波回路情況下，難以取得高次諧波流入的平衡。 （ 2） 滯環(huán)電流控制。有源電力濾波器控制的關(guān)鍵就是變流器的脈沖寬度調(diào)制技術(shù)（ PWM）。從補(bǔ)償對(duì)象的連接方式來看，有源電力濾波器可分為并聯(lián)型，串聯(lián)型和串并聯(lián)型 ，以及有源電力濾波器與無源 LC 濾波器混合使用的混合型。 受諧波影響較大的計(jì)量電能的感應(yīng)型電能表，其誤差與由于頻率性和非線性度造成的誤差有關(guān)。 諧波電流的存在，大大增加了電力網(wǎng)中發(fā)生諧振的可能，從而造成很大的過電流或過電壓，引發(fā)事故的危險(xiǎn)性。在國際電工標(biāo)準(zhǔn)中，對(duì)諧波的明確定義則為： “諧波分量為周期量的傅利葉級(jí)數(shù)中大于 1 的 h 次分量，其中 h 是以諧波頻率和基波頻率之比表達(dá)的整數(shù)。 關(guān)鍵詞 ： 諧波；電力有源濾波器；控制電路；滯環(huán)電路 并聯(lián)型三相四線制有源電力濾波器滯環(huán)電路設(shè)計(jì) SHUNT THREEPHASE FOURWIRE ACTIVE POWER FILTER DESIGN OF HYSTERESIS CIRCUIT Abstract The pollution of harmonics and reactive power in power grid beesserious and endangers the power system and customers while power electronicdevices and other nonlinear loads are applied study on shunt activepower filter, which is a novel device pensating harmonics and reactive power simultaneously,is the focus in the field of power quality years,the issues of harmonics and loads unbalance in threephase fourwire power grid are more and more serious. In this paper, a brief account of the power system harmonics of the basic concepts, the basic principles and its impact on the entire power then the paper gives an introduction about active power filter’s controlling method and Application, Different types of active power filter’s the basic principles, structure and control method,.Parallel hybrid active power filter’s basic principles, structure is also introducede ,at last ,the paper gives analysis of parallel threephase fourwire active power filter control methods, draws parallel threephase fourwire active power filter and its schematic diagram, maps the entire control circuit schematic diagram and block diagram,and uses MATLAB to simulate APF , reachs the desired waveform. Key words: Harmonics。 本文首先簡單介紹了電力系統(tǒng)諧波的基本概念、基本原理及其對(duì)整個(gè)電力系統(tǒng)的影響，然后介紹 國內(nèi)外有源電力濾波器的控制方法的發(fā)展趨勢和應(yīng)用情況，不同類型有源電力濾波器的基本原理、結(jié)構(gòu)和控制方法，混合型并聯(lián)有源電力濾波器的基本原理、結(jié)構(gòu)，最后重點(diǎn)分析并聯(lián)型三相四線制有源電力濾波器控制方法，繪制并聯(lián)型三相四線制有源電力濾波器的原理圖及其框圖，繪制整個(gè)控制電路原理圖及框圖，并利用 MATLAB 仿真軟件對(duì)有源電力濾波器進(jìn)行仿真，得出了預(yù)期波形。 ”由于諧波的頻率是基波頻率的整數(shù)倍數(shù)， 我們也常稱它為高次諧波。 三相四制的配電網(wǎng)向單相負(fù)荷供電時(shí)，在中性導(dǎo)線上會(huì)造成不正常的高電流(3 次諧波電流 )，整流器中性線電流可達(dá)相電流的 倍并造成中性線的過負(fù)荷。大多數(shù)研究結(jié)果表明，在沒有進(jìn)行試驗(yàn)前很難預(yù)測繼電器的性能變化 （ 3）對(duì)電力系統(tǒng)的儀表和電能計(jì)量的影響 現(xiàn)代指示均方根值的電壓表和電流表相對(duì)地不受波形畸變的影響。從使用的主電路形式看，濾波器的主電路形式可分為電壓型和電流型，目前實(shí)用裝置 90% 并聯(lián)型三相四線制有源電力濾波器滯環(huán)電路設(shè)計(jì) 第 3 頁 共 28 頁 以上為電壓型。 有源電力濾波器的控制技術(shù)發(fā)展趨勢 為了抑制非正弦系統(tǒng)的高次諧波和補(bǔ)償無功功率，近幾年出現(xiàn)了許多新型的無功功率補(bǔ)償裝置，有源電力濾波器就是其 中杰出的代表。因此在 高頻諧波跟蹤控制中，響應(yīng)速度和控制精度成為難以克服的缺陷。 傳統(tǒng)的諧波抑制和無功補(bǔ)償裝置的缺陷 目前我國電力系統(tǒng)中 普遍采用由電抗器和電容器串聯(lián)后組成的分路調(diào)諧 LC濾波器作為濾波器，但這種無源型 LC 濾波器抑制諧波的效果并不理想，且系統(tǒng)LC 也經(jīng)常變化，當(dāng)系統(tǒng)阻抗參數(shù)運(yùn)行條件變化，會(huì)發(fā)生與系統(tǒng)并聯(lián)或串聯(lián)諧振問題，造成電源側(cè)某一頻率上諧波電流倍增，嚴(yán)重影響濾波性能，它一般只適用于靜態(tài)補(bǔ)償。當(dāng)電網(wǎng)無功功率不足引起電壓下降時(shí)，電容器提供的無功功率減少，導(dǎo)致母線電壓進(jìn)一步降低。 （ 7） 既可對(duì)一個(gè)諧波和無功源單獨(dú)補(bǔ)償，也可對(duì)多個(gè)諧波和無功源集中補(bǔ)償。電流型電力有源濾波器的主電路直流側(cè)接有大電感，正常工作時(shí)其電流基本保持不變。其中，指令電流運(yùn)算電路的核心是檢測出補(bǔ)償對(duì)象電流中的諧波和無功電流分量，因此有時(shí)也稱之為諧波和無功電流檢測電路。 目前電流的檢測方法可分為頻域和時(shí)域兩大類。日本電氣學(xué)會(huì)的調(diào)查結(jié)果表明，三角波脈寬調(diào)制方法和滯環(huán)比較電流控制方法在實(shí)際應(yīng)用中大體各占了一半。 （ 3） 主回路主要是根據(jù)控制觸發(fā)信號(hào)產(chǎn)生所需的補(bǔ)償電流，主回路各器件決定的容量決定了該裝置的補(bǔ)償容量。串聯(lián)型 APF主要用于調(diào)節(jié)電壓和功率因數(shù)、消除電壓變、隔離電壓諧波等。 APF與 PF相 串聯(lián)的混合型APF方案中 APF產(chǎn)生與系統(tǒng)中諧波分量成比例的電壓，相當(dāng)于一個(gè)電流控制電壓源。 并聯(lián)型三相四線制有源電力濾波器滯環(huán)電路設(shè)計(jì) 第 13 頁 共 28 頁 第三章 瞬時(shí)無功功率理論及 諧波無功電流檢測方法 瞬時(shí)無功功率理論概述 三相電路瞬時(shí)無功功率理論自八十年代提出來以來，在許多方面得到了成功的應(yīng)用。 （ 5） α、 β相的瞬時(shí)無功功率 q? 、 q? 和瞬時(shí)無功功率 p? 、 p? α、 β相的瞬時(shí)無功功率 q? 、 q? 分別為該相瞬時(shí)電壓和瞬時(shí)無功電流的乘積，α、 β相的瞬時(shí)無功功率 p? 、 p? 則分別為該相瞬時(shí)電壓和瞬時(shí)有功電流的乘積， 并聯(lián)型三相四線制有源電力濾波器滯環(huán)電路設(shè)計(jì) 第 15 頁 共 28 頁 即 : p? =e? pi? ， p? =e? pi? ， q? =e? qi? ， q? =e? pi? （ 310） 從以上定義可得到如下性質(zhì)： p? +p? =p q? +q? =0 （ 311） （ 6） 三相電路各相的瞬時(shí)無功電流 aqi ， bqi ， cqi 和瞬時(shí)有功電流 api ， bpi ， cpi 三相電路各相的瞬時(shí)無功電流 aqi ， bqi ， cqi 是 α、 β兩相瞬時(shí)無功電流 qi? ， qi? 通過兩相到三相變換所得到的結(jié)果，而各相的瞬時(shí)有功電流 api ， bpi ， cpi 是 α、 β兩相瞬時(shí)有 功電流 pi? ， pi? 通過兩相到三相變換所得到的結(jié)果，即 ： 23appbppcpi iiCii???? ????? ???? ?????? （ 312） 式中： 23C = 32TC （ 313） 又以上各式反應(yīng)了如下性質(zhì)： 0ap bp cpi i i? ? ? 0aq bq cqi i i? ? ? api + aqi =ai bp bqii? =bi cp cqii? =ci （ 314） 上述性質(zhì)反應(yīng)了 a、 b、 c三相的對(duì)稱性。當(dāng)電網(wǎng)頻率發(fā)生波動(dòng)時(shí)，不僅影響檢測精度而且檢測出的諧波電流含有較多的基波分量，大大增加了有源濾波器的容量和運(yùn)行損耗。而且該方法僅適于三相電壓均為正弦波的情況。下面對(duì)有源電力濾波器中常用的控制策略進(jìn)行簡要介紹。???但是它也有許多缺點(diǎn)，例如開關(guān)頻率不固定，輸出頻譜范圍寬，濾波較困難，諧波能量均勻分布在較寬頻帶范圍內(nèi)。1S 、 2S 的邏輯表達(dá)式非常簡單，可表示 1S =HL ， 2S =HL。 三 相 非 線 性 不 對(duì) 稱負(fù) 載saesbescecVC 圖 采用四相變流器的三相四線制 APF 主電路結(jié)構(gòu)及其與負(fù)載的連線 指令信號(hào) *CNi 由零線電流分離 法檢測出的系統(tǒng)零線電流反極性得到。 并聯(lián)型有源電力濾波器的仿真電路 圖 為并聯(lián)型有源電力濾波器在 MATLAB 中的仿真模型。圖 所示為 系統(tǒng)補(bǔ)償后電源輸出電壓和輸入電流波形，可見各次諧波電流符合 并聯(lián)型三相四線制有源電力濾波器滯環(huán)電路設(shè)計(jì) 第 24 頁 共 28 頁 仿真總結(jié) 采用建模仿真和實(shí)驗(yàn)調(diào)試相結(jié)合的方法對(duì)并聯(lián)有源電力濾波器的參數(shù)和補(bǔ)償效果進(jìn)行了檢驗(yàn)，給出了仿真和實(shí)驗(yàn)波形，并對(duì)結(jié)果進(jìn)行了分析