【正文】 如圖 ， ThreePhase Series RLC Branch模塊為系統(tǒng)線路的電感、電阻和電容值，他們都非常小。電流跟蹤控制電路有兩種方式，一是瞬時(shí)值比較方式；二是三角波比較方式。 電容 C的選擇應(yīng)使電容電壓的紋波限定在一定的范圍之內(nèi)，典型為 :1%2%。例如，開關(guān)損耗過大。圖中，三相電源的零線與直流側(cè)兩個(gè)相同電容器中點(diǎn)相連，給零線電流提供通道。 第三章 并聯(lián)型三相四線制補(bǔ)償電流發(fā)生電路方案選擇 補(bǔ)償電流發(fā)生電路由電流跟蹤控制電路、驅(qū)動(dòng)電路和主電路三個(gè)部分構(gòu)成。根據(jù)補(bǔ)償目標(biāo)，負(fù)載電流的 ?1I , 01I 和， ?1I 都要補(bǔ)償?shù)簟Ｔ谶@種情況下，只需要斷開圖 中計(jì)算 q的通道即可。 ?????????????????cbaeeeCee 32?? （ 21） ?????????????????cbaiiiCii 32?? （ 22） 式中 ，????????????2/3 212/3 21013232C 本科生畢業(yè)論文 13 βαiαiee βe αi βi qi pi q αi q βi p αi p β0φ eφφ i 圖 αβ坐標(biāo)系中的電壓、電流矢量 如上圖中 ??坐標(biāo)系下的電壓、電流矢量關(guān)系所示，電壓、電流矢量 e 、 i 可分別分解為 ??坐標(biāo)軸上的 ?e 、 ?e 和 ?i 、 ?i ，即可用以下兩個(gè)式子表示： ?????????????ieiiiieeee?????? （ 23） 根據(jù)三相瞬時(shí)無功功率理論，對圖中的電壓、電流矢量關(guān)系進(jìn)行分析，就可以得到瞬時(shí)無功功率理論對有功電流、無功電流以及有功功率、無功功率的定義。 （ 3）有源電力濾波器的各部分結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。在這 355臺(tái)設(shè)備中有 76臺(tái)附有補(bǔ)償基波無功的功能。 到目前為止，多數(shù)有源電力濾波器的研究工作是在三相三線制系統(tǒng)中進(jìn)行的。 圖 無源電力濾波器原理圖 本科生畢業(yè)論文 7 與無 源濾波器相比，有源電力濾波器 (APF)具高度的可控性和快速的響應(yīng)性，其主要優(yōu)點(diǎn)如下： (1)實(shí)現(xiàn)了動(dòng)態(tài)補(bǔ)償，可對頻率和幅值都變化的諧波以及變化的無功功率 進(jìn)行實(shí)時(shí)補(bǔ)償，對補(bǔ)償對象的變化有極快的響應(yīng)。 3)因目前很多電能測量儀表是電動(dòng)式電度表，這種測量儀表是在純正弦波情況下進(jìn)行校驗(yàn)的，因此諧波會(huì)使儀表產(chǎn)生測量誤差。如整流器、交流調(diào)壓器、通用變頻器等。 本科生畢業(yè)論文 1 摘 要 隨著電力電子裝置大量的應(yīng)用到生產(chǎn)生活當(dāng)中，它們使電能的轉(zhuǎn)換應(yīng)用變得更加容易，但同時(shí)也給電力系統(tǒng)帶來了嚴(yán)重的諧波污染。它們產(chǎn)生的諧波對電網(wǎng)影響最為嚴(yán)重，被稱為電網(wǎng)中“公害”。 諧波問題日益嚴(yán)重， 如何對諧波進(jìn)行抑制，成為眾多科研工作者的研究課題。 (2)可同時(shí)補(bǔ)償諧波與無功，也可單獨(dú)補(bǔ)償諧波。而三相四線制系統(tǒng)在工業(yè)、辦公及民用住宅、城市供電、工廠供電等電力輸配電系統(tǒng)中廣為應(yīng)用。 應(yīng)用情況 我國在電力有源濾波器方面的研究起步較晚。 （ 4）在 MATLAB/Simulink條件下進(jìn)行系統(tǒng)仿真。 1）、在αβ坐標(biāo)系中，電流矢量 i 在電壓矢量 e 上的投影為三相電路瞬時(shí)有功電流 pi ，電流矢量 i 在電壓矢量 e 法線上的投影為三相瞬時(shí)無功電流 qi 。這時(shí)，由 p 即可計(jì)算出被檢測電流 ai 、 bi 、 ci 的基波有功分量 apfi 、 bpfi 、 cpfi 為： ????????????????????0123pCCiiipqcpfbpfapf （ 230） 將 apfi 、 bpfi 、 cpfi 與 ai 、 bi 、 ci 相減，即可得出 ai 、 bi 、 ci 的諧波分量和基波無功分量之和 adi 、 bdi 、 cdi 。 對基波零序分量的處理 本科生畢業(yè)論文 19 系統(tǒng)首先經(jīng)坐標(biāo)變換由 cba ?? 坐標(biāo)系轉(zhuǎn)化到 0???? 正交坐標(biāo)系中，此變換是可逆的。在這三部分中首先需要對主電路進(jìn)行設(shè)計(jì)。三相變流器結(jié)構(gòu)形式的三相四線制 APF 對零序電流的控制是一種間接方式。所以脈寬調(diào)制選擇了電流滯環(huán)控制技術(shù)，該技術(shù)的特點(diǎn)是 :開關(guān)頻率是變化的。所以電容容量的選擇應(yīng)按照系統(tǒng)運(yùn)行于最壞情況下進(jìn)行。 三角波比較方式 a） 滯環(huán)比較方式 原理圖如下所示 圖 滯環(huán)比較方式 H為滯環(huán)比較寬度。非線性負(fù)載本文采用的是典型的直流側(cè)帶阻感負(fù)載的三相二極管整流橋，在仿真不平衡系統(tǒng)時(shí)，可在 C相和中線上加一個(gè)單相整流負(fù)載，由這些來組成諧波源。 圖 三相四線不平衡諧波源 如果有需要還可構(gòu)造畸變 電壓模型。這時(shí)就需要對諧波電流進(jìn)行跟蹤。實(shí)際上，電容電壓值不可能是恒定的的，逆變過程中由于電容電壓的波動(dòng)會(huì)產(chǎn)生紋波，紋波又會(huì)使變流器產(chǎn)生諧波，而較大紋波所形成的浪涌電壓或電流可能會(huì)燒毀電容器。 3. 2. 2 系統(tǒng)開關(guān)頻率 本科生畢業(yè)論文 23 為了能夠更好地補(bǔ)償諧波電流，開關(guān)管的開關(guān)頻率越高越好 (理論上要大于兩倍的諧波最高頻率 )，但開關(guān)管的頻率過高又會(huì)帶來其他方面的負(fù)面影響。 圖 三相四橋 APF主電路 三相變流器結(jié)構(gòu) 圖 為采用三相變流器 APF 主電路與負(fù)載之間的連線圖。 qp ii ? 運(yùn)算方式用鎖相環(huán)產(chǎn)生正弦信號(hào)，與電壓無關(guān)，因此 本科生畢業(yè)論文 20 qp ii ? 運(yùn)算方式在電壓發(fā)生畸變時(shí)仍能準(zhǔn)確地檢 測出系統(tǒng)的諧波電流。 諧波分量的處理 根據(jù)對稱分量法，三相四線不平衡系統(tǒng)的負(fù)載電流 lI 除了含有基波正序分 置 ?1I 外，還含有基波零序 01I ，基波負(fù)序 ?1I 和高次諧波分量 hI 。 p qL P Fi αi βi pi qi α qi β qe ai bi ci a fi b fi ai c f++++i a hi b hi c hL P Fe be ce αe β 圖 qp? 指令運(yùn)算法原理圖 ?????????????????????????????qpCCeqpCCiiipqpqcfbfaf2321231 （ 229） 當(dāng) APF 同時(shí)用于補(bǔ)償諧波和無功時(shí)，就需要同時(shí)檢測出補(bǔ)償對象中的諧波和無功電流。將三相電壓、電流分別通過 abc ??變換到坐標(biāo)系 ??下，得到 ??坐標(biāo)系下的兩相瞬時(shí)電壓 ?e 、 ?e 和瞬時(shí)電流 ?? ii、 。 （ 2）有源電力濾波器各部分結(jié)構(gòu)方式的比較及選擇。 3)功能 有源電力濾波器除了補(bǔ)償負(fù)載電流諧波，還可補(bǔ)償基波無功、校正三相不平衡、抑制電網(wǎng)電壓閃變等功能。隨著各種大功率開關(guān)器件的出現(xiàn)和 PWM變流技術(shù)的成熟，有源電力濾 波器已達(dá) 到實(shí)用化階段。 (4) 當(dāng)系統(tǒng)阻抗參數(shù)和頻率變化時(shí)，濾波器可能與系統(tǒng)發(fā)生并聯(lián)諧振 (從 負(fù)載側(cè)看 )或串聯(lián)諧振 (從源側(cè)看 )，使系統(tǒng)無法正常工作，嚴(yán)重時(shí)將導(dǎo)致局部電網(wǎng)的崩潰。 2) 諧波還會(huì)引起保護(hù)設(shè)備的誤動(dòng)作。 諧波源歸納起來，主要有以下幾種： (1)靜止變流器。目前，并聯(lián)有源電力濾波器 (shunt active power filter， SAPF)已成為無功和諧波動(dòng)態(tài)補(bǔ)償?shù)挠行侄沃弧? (2)工業(yè)用電弧爐、逆變焊機(jī)等。 諧波抑制強(qiáng) 解決非線性負(fù)載產(chǎn)生的諧波問題思路有二。 (3)補(bǔ)償無功功率時(shí)不需要儲(chǔ)能元件，補(bǔ)償諧波時(shí)所需儲(chǔ)能元件的容量也 不大。現(xiàn)在三相四線系統(tǒng)中的諧波和三相不平衡所產(chǎn)生的問題日趨嚴(yán)重，引起了人們的極大重視。直到 1989年才見到這方面的研究的文章。 本科生畢業(yè)論文 11 第二章 三相電路諧波及無功電流的檢測 在有源電力濾波器等無功諧波電流動(dòng)態(tài)補(bǔ)償裝置中，對無功及諧波電流的實(shí)時(shí)檢測中提出了很高的要求，如何準(zhǔn)確、實(shí)時(shí)地檢測出電網(wǎng)中瞬態(tài)變化的電壓電流信號(hào)是 APF 等動(dòng)態(tài)補(bǔ)償裝置進(jìn)行精確補(bǔ)償?shù)年P(guān)鍵。即： ?????????cossiniiiipq （ 24） 式中 ， ie ??? ?? 2）、電壓矢量 e 的模 |e |和三相電路瞬時(shí)無功電流 qi 的乘積為三相電路瞬時(shí)無功功率 q， |e |和三相電路瞬時(shí)有功電流 pi 的乘積為三相電路瞬時(shí)有功功率 p。下標(biāo)中的 d表示由檢測電路得出的檢測結(jié)果。 ??????????????????????????????????????????cbaiiiiii2323021211212121320?? （ 234） ??????????????????????????????????????????cbauuuuuu2323021211212121320?? （ 235） 在 0???? 正交坐標(biāo)系中，根據(jù)式 (2— 3)， 0軸對應(yīng)于系統(tǒng)的零序分量 aI (包含基波零序分量 aI1 )，而 ?I ， ?I 映射到 ??? 聲坐標(biāo)平面內(nèi)。在設(shè)計(jì)主電路時(shí)，首先需確定主電路的形式，之后確定選擇什么樣的主電路，電流跟蹤方式；再按所選的器件和電流跟蹤方式設(shè)計(jì)驅(qū)動(dòng)電路，并設(shè)計(jì)整個(gè)裝置的各種保護(hù)電路。從結(jié)構(gòu)上看， 本科生畢業(yè)論文 22 三相變流器比四相變流器采用的開關(guān)管數(shù)目少。通過參考文獻(xiàn)，調(diào)制頻率與環(huán)寬的關(guān)系如下 : ???????? ??22411 2 dcswdc UmLf UHB （ 31） ? ? ???????? ??2dcdcsw U LmLHB Uf （ 32） 上式中 :HB為滯環(huán)寬度， dcU 為電容總電壓， L為交流進(jìn)線電感?？蓞⒖家韵玛P(guān)系式進(jìn)行討論選擇 : ? ? ? ?DCcbajjnsjDCDCDC CUdtiuuuU ?????????????? ?? ,m i nm a x （ 36） 其中 n=3,5,7... 定義電容電壓紋波百分比 DCDCu UUr ?? （ 37） 2,DCucbajjnsjUrdtiuC ??????????? ?? （ 38） ?????? ??? ? ?? cbaj jnsj dtiv, （ 39） 由此可知電容容量與負(fù)載類型有關(guān)，式 （ 39） 的功率成份與補(bǔ)償目標(biāo)有關(guān)，但考慮到上式的計(jì)算討論過程比較復(fù)