【正文】 流的補(bǔ)償。主電路目前均采用 PWM 變流器。 并聯(lián)型三相四線制有源電力濾波器滯環(huán)電路設(shè)計(jì) 第 8 頁 共 28 頁 第 2 章 各種 有源電力濾波器的結(jié)構(gòu)、控制方法及原理分析 并聯(lián)型有源電力濾波器 并聯(lián)型電力有源濾波器通過檢測負(fù)荷產(chǎn)生的諧 波和吸收的無功電流，利用電力電子裝置注入與負(fù)荷諧波和無功電流大小相等、相位相反的電流，實(shí)現(xiàn)對無功和諧波的補(bǔ)償?；窘Y(jié)構(gòu)如圖 混合型有源電力濾波器 APF，這種濾波器充分利用無源濾波器 (PF)和有源濾波器的優(yōu)點(diǎn)。以該理論為基礎(chǔ)的諧波和無功電流實(shí)時(shí)檢測方法在電力有源濾波器中得 到了成功和廣泛的應(yīng)用。 2 快速傅里葉變換法（ FFT） 該方法的基本原理是將負(fù)荷電流分解為兩個(gè)正交分量 :一個(gè)是與電壓波形完全一致的分量，即有功電流 。三角載波線性控制時(shí)一種有瞬時(shí)值比較法衍生出的一種 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 19 頁 共 28 頁 線性控制方法。 滯環(huán)電流控制原理框圖如圖 。如圖 所示，從以上分析可知，采用四相變流器時(shí)的主電路分工明確，各相補(bǔ)償電流的 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 22 頁 共 28 頁 產(chǎn)生和零線電流的補(bǔ)償可以看作是由各對橋臂獨(dú)立完成的，整個(gè)系統(tǒng)可看作是一個(gè)四相電流跟蹤控制系統(tǒng)。 Xie, Yunxiang。 控 制電路中，正弦波為參考輸入電壓，與三廂電源完全一致，幅值為 2V；階躍信號(hào)用于延時(shí)啟動(dòng)控制電路，階躍時(shí)刻為 。具體說來，就是要使指令電流運(yùn)算電路快速準(zhǔn)確檢測出負(fù)載側(cè)電流中的諧波、基波負(fù)序等電流分量 。滯環(huán)電流控制是電壓源變流器輸出電流的輸出電流的一種有效的非線性控制方法。目前得到應(yīng)用的控制策略歸納起來。該方法的優(yōu)點(diǎn)在于電路 結(jié)構(gòu)簡單、造價(jià)低、輸出阻抗低、品質(zhì)因數(shù)易于控制。特定次數(shù)諧波消除控制方法和自適應(yīng)控制方法適用于微機(jī)控制系統(tǒng)。 APF通過變壓器串聯(lián)在電網(wǎng)與負(fù)載之間，相當(dāng)于一個(gè)受控電壓源。因此當(dāng)電力有源濾波器的主電路及控制對象確定后，其補(bǔ)償電流的控制方法將成為決定其性能和效率的關(guān)鍵性環(huán)節(jié)。 在各種電力有源濾波器中，單獨(dú)使用的并聯(lián)型電力有源濾波器是最基本的一種，也是工業(yè)實(shí)際中應(yīng)用最多的一種，它集 中地體現(xiàn)了電力有源濾波器的特點(diǎn)，因此，本文主要以并聯(lián)的電壓型三相電力有源濾波器為研究對象。 （ 5）受電網(wǎng)阻抗的影響不大，不容易和電網(wǎng)阻抗發(fā)生諧振 。另一條是對電力電子裝置本身進(jìn)行改造，使其不產(chǎn)生諧波，且功率因數(shù)可控制為 l，這只適用于主要諧波源是電力電子裝置的情況。 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的杰出代表。改變電壓或電流的基波分量與諧波分量間的相角明顯地改變繼電器的反應(yīng)。嚴(yán)重時(shí)甚至還能使設(shè)備損壞，自動(dòng)控制失靈，繼電保護(hù)誤動(dòng)作，因而造成停電事故等及其它問題。 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(jì) 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(bǔ)償裝置的缺陷 ..................... 4 2 電力有源濾波器的優(yōu)點(diǎn) ................................... 5 電力有源濾波器的分類 ....................................... 5 電力有源濾波器工作原理簡介 .................................. 6 1 常用諧波電流檢測方法 ................................... 7 2 常用的補(bǔ)償電流的控制方法 ............................... 7 第 2 章 各種有源電力濾波器的結(jié)構(gòu)、控制方法及原理分析 ................. 8 并聯(lián)型有源電力濾波器 ........................................ 8 1 并聯(lián)型有源電力濾波器的基本原理 ......................... 8 2 并聯(lián)型有源電力濾波器的基本結(jié)構(gòu) ......................... 9 串聯(lián)型有源電力濾波器 ........................................ 9 1 串聯(lián)型電力有源濾波器的基本原理及結(jié)構(gòu) .. 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 （ 2）諧波對繼電保護(hù)和自動(dòng)控制裝置產(chǎn)生干擾和造成誤動(dòng)作或拒動(dòng)。近幾年進(jìn)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(jī)構(gòu)。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。這種濾波器的特點(diǎn)為： （ 1）實(shí)現(xiàn)了動(dòng)態(tài)補(bǔ)償，可對頻率和大小都變化的諧波以及變化的無功功率進(jìn)行補(bǔ)償，對補(bǔ)償對象的變化有極快的響應(yīng) 。后者可以提高電力有源濾波器的容量，降低單個(gè)器件的工作頻率。 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(shí)無功功率理論的電流檢測法具有較高的準(zhǔn)確性和實(shí)時(shí)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。目前并聯(lián)型 APF技術(shù)已相當(dāng)成熟，工程上應(yīng)用較多，具體結(jié)構(gòu)如圖 。 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(biāo)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(fù)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(fù)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(jì) 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(jìn)行控制；對系統(tǒng)負(fù)載側(cè)電壓、電流進(jìn)行控制；對系統(tǒng)電源和負(fù)載側(cè)電壓、電流同時(shí)進(jìn)行控制。而瞬時(shí)無功功率理論中的概念，都是在瞬時(shí)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。 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 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(biāo)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。滯環(huán)跟蹤控制的基本思想是實(shí)際值與允許的的上、下限相比較，交點(diǎn)作為開關(guān)點(diǎn)，在上、下限形成一個(gè)環(huán)帶，故稱 “ 滯環(huán)跟蹤控制 ” 。相反 ,滯環(huán)比較器閾值的模越大 ,SAPF的補(bǔ)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(bǔ)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(dāng)?shù)拈撝?。三相非線性負(fù)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? 。 在論文的進(jìn)行過程中，我還得到了眾多老師和同學(xué)的熱情幫助和指點(diǎn)，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。因此，計(jì)算機(jī)仿真已經(jīng)成為一種公認(rèn)的經(jīng)濟(jì)、有效的設(shè)計(jì)方法。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? ）。該方法的優(yōu)點(diǎn)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(yù)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(dòng)態(tài) 響應(yīng)好，電流跟隨能力強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)，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。 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(bǔ)償分量分配到三相中，統(tǒng)一確定各相補(bǔ)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(bǔ)償電流。 （ 1） abc坐標(biāo)系與 αβ坐標(biāo)系之間的變換關(guān)系 設(shè)三相電路各相電壓、電流的瞬時(shí)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(biāo)系 : 32abceeCeee?????? ????? ???????? （ 31） 32abciiCiii?????? ????? ???????? （ 32） 式中 32C =1112 223 33022??????????? （ 33） （ 2） 三相電路瞬時(shí)有功電流 pi 和瞬時(shí)無功電流 qi 三相電路瞬時(shí)有功電流 pi 和瞬時(shí)無功電流 qi 分別為矢量 i? 三相電路瞬時(shí) 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 14 頁 共 28 頁 有功電流 e? （ e? 的法線）上的投影： pi =icos