【正文】 （5）學(xué)?？梢怨紝W(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容（保密學(xué)位論文在解密后遵守此規(guī)定） 。關(guān)于學(xué)位論文使用權(quán)和研究成果知識(shí)產(chǎn)權(quán)的說(shuō)明：本人完全了解成都信息工程學(xué)院有關(guān)保管使用學(xué)位論文的規(guī)定，其中包括：（1）學(xué)校有權(quán)保管并向有關(guān)部門遞交學(xué)位論文的原件與復(fù)印件。最后，感謝我的母校，感謝電氣工程及其自動(dòng)化所有的幫助關(guān)心過(guò)我的老師和同學(xué)?？刂芠M].北京：科學(xué)出版社，2022[2]劉平英，[J].江蘇電氣,2022,(1):15[3] 李玉梅,馬偉明,唐愛(ài)紅. 電力有源濾波器的研究現(xiàn)狀及發(fā)展[J].海軍工程學(xué)院學(xué)報(bào)，1999，[3]:5665[4]李黨盈，許春雨，宋建成[J].電氣開(kāi)關(guān)，2022,4（30）:3033[5]王兆安,[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,[6]潘翀，侯世英，呂厚余， MATLAB 的諧波電流檢測(cè)的建模與仿真[J].計(jì)算機(jī)仿真，2022,22（12）:194196[7] MATLAB 的并聯(lián)型電力濾波器仿真[J].電氣開(kāi)關(guān)，2022 ， 5（3）:3843[8] MATLAB 的有源電力濾波器研究[J].南陽(yáng)理工學(xué)院報(bào)，2022,3（4）:1317[9]Hirofumi Akagi,Edson Hirokazu Watanabe,Mauricio Power Theory and Applications to Power Conditioning[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社,[10]第 24 頁(yè)共 25 頁(yè)致謝本論文自始自終是在何西鳳老師的悉心指導(dǎo)下完成的。本文所設(shè)計(jì)的有源電力濾波器可以有效抑制電力電子裝置所產(chǎn)生的諧波,具有較好的補(bǔ)償特性,在一些諧波成分復(fù)雜、多變的場(chǎng)合更具有優(yōu)勢(shì)。選定的仿真環(huán)境如下：第 20 頁(yè)共 25 頁(yè)（1）電源：三相電源有效值為 380V，頻率為 50HZ；（2）非線性負(fù)載：三相可控整流橋，直流側(cè)選擇的 RLC 負(fù)載，額定電壓為380V，額定頻率為 50HZ；（3）有源電力濾波器主電路 RLC Branch 中 R 為 ，L 為 5mH，濾波器直流側(cè)的電源電壓是 1200V。經(jīng)過(guò)低通濾波器濾除高次諧波后，得到瞬時(shí)有功電流和無(wú)功電流的直流分量，然后對(duì)直流分量進(jìn)行兩相/兩相和兩相/三相得逆變換，得到三相電流的基波分量，最后與三相被檢測(cè)的電流相減，這樣就只剩下三相諧波分量。本小節(jié)采用基于瞬時(shí)無(wú)功功率理論的 P、Q 運(yùn)算公式計(jì)算出諧波。第 16 頁(yè)共 25 頁(yè)圖 41 有源電力濾波器的系統(tǒng)構(gòu)成模型 非線性負(fù)載模型本文仿真系統(tǒng)中選擇三相整流橋?yàn)樨?fù)載，因?yàn)樵陔娏ο到y(tǒng)中，它應(yīng)用非常廣泛，是諧波污染非常嚴(yán)重的諧波源之一。核心部分有數(shù)百個(gè)內(nèi)部核心函數(shù)；SIMULINK 工具箱作為 MATLAB 的一部分，為系統(tǒng)模塊提供了一個(gè)可綜合分析的集成環(huán)境。針對(duì)這種情況就需要對(duì) T1 和 T2 進(jìn)行歸一化處理，同時(shí)得到零矢量的開(kāi)通時(shí)間：第 14 頁(yè)共 25 頁(yè) （17）?????????2102211)(TTTTsss（3）開(kāi)關(guān)管導(dǎo)通時(shí)間的分配仍以空間矢量在第一扇區(qū)為例來(lái)分析開(kāi)關(guān)管導(dǎo)通時(shí)間的分配。(1) 空間電壓矢量所在扇區(qū)的計(jì)算由于 ，所以在一個(gè)電流采樣周期 TS中，U RF 的作用效果可??????=????+??????等效表示為： ，如 在第一扇區(qū)，則有 0176。在一個(gè)電流采樣周期內(nèi)，開(kāi)關(guān)管的導(dǎo)通總是以零矢量開(kāi)始并以零矢量結(jié)束。第 12 頁(yè)共 25 頁(yè)近年來(lái)隨著算法的不斷改進(jìn)和控制芯片的迅猛發(fā)展，電壓空間矢量脈寬調(diào)制技術(shù)（SVPWM）被引入高頻變流領(lǐng)域的研究中。 (10)??=[???????????????????????????????????????????]圖32 ip、iq運(yùn)算方式原理圖該方法用一鎖相環(huán)和一正、余弦發(fā)生電路得到與電源電壓 Ea 同相位的正弦信號(hào) sinwt 和對(duì)應(yīng)的余弦信號(hào) coswt,這兩個(gè)信號(hào)與 Ia、Ib、Ic 一起計(jì)算出、 Iq ,經(jīng) LPF 濾波得出 Ip、Iq 的直流分量 、 。因而,由 P、Q 即可計(jì)算出被檢測(cè)電流 IA、IB、IC 的基波分量 IAF、IBF、ICF 。（A）P、Q 運(yùn)算方式該檢測(cè)方法原理如圖 1 所示。本文研究的系統(tǒng)為三相三線制系統(tǒng)，可以先將三相的電壓和電流轉(zhuǎn)換到靜止的 αβ 系統(tǒng)中 [9]。但該方法對(duì)于三相不平衡負(fù)荷所產(chǎn)生的無(wú)功和諧波電流，補(bǔ)償效果則不理想，且只適用于三相系統(tǒng)，不能用于單相系統(tǒng)[7]。赤木最初提出的理論亦稱 P、Q 理論，是以瞬時(shí)實(shí)功率和虛功率的定義為基礎(chǔ)，其主要的一點(diǎn)不足是未有對(duì)有關(guān)電流量進(jìn)行定義。 空間矢量調(diào)制SVM ( SPACE VECTOR MODULATION) 技術(shù)具有以下優(yōu)點(diǎn) : 直流側(cè)電壓的利用率比 SPWM 提高 15%。 單周控制（又稱積分復(fù)位控制）單周控制技術(shù)具有調(diào)制和控制的雙重性,通過(guò)復(fù)位開(kāi)關(guān)、積分器、觸發(fā)電路及比較器達(dá)到跟蹤指令信號(hào)的目的。本質(zhì)上可視為帶寬等于零的滯環(huán)比較控制,所以他同樣存在開(kāi)關(guān)頻率高、變化范圍大的缺點(diǎn)。包括控制系統(tǒng)的調(diào)節(jié)，跟蹤，自適應(yīng)及不確定等系統(tǒng)。其缺點(diǎn)是系統(tǒng)的開(kāi)關(guān)頻率、響應(yīng)速度及電流的跟蹤精度均受滯環(huán)帶寬影響。目前 PWM 生成方式的研究主要集中在載波比較法、滯環(huán)控制法、無(wú)差拍控制法和空間矢量法等方法上： 三角載波控制將電流實(shí)際值與參考值之間的偏差經(jīng) P I 調(diào)制后與高頻三角載波相比較,所得矩形脈沖作為逆變器開(kāi)關(guān)元件的控制信號(hào),從而在逆變器輸出端獲得所需波形。 同步測(cè)定法針對(duì)三相不平衡系統(tǒng)提出了同步測(cè)定法,可分為等功率法、等電流法和等電阻法 3 類,即把補(bǔ)償分量分配到三相中去,分別使補(bǔ)償后的每相功率、每相電流或每相電阻相等。另外，該方法不能單獨(dú)分離出基波有功分量。PQ 法最早應(yīng)用，僅適用于對(duì)稱三相且無(wú)畸變的電網(wǎng)；IPIQ 法不僅對(duì)電源電壓畸變有效，而且也適用于不對(duì)稱三相電網(wǎng)；基于同步旋轉(zhuǎn) PARK 變換的 DQ 法不僅簡(jiǎn)化了對(duì)稱無(wú)畸變下的指令電流運(yùn)算，而且也適用于第 7 頁(yè)共 25 頁(yè)不對(duì)稱、有畸變的電網(wǎng) [6]。其基本思想是利用模擬帶(或陷波)濾波器進(jìn)行諧波檢測(cè)時(shí)他的缺點(diǎn)是:當(dāng)電網(wǎng)頻率波動(dòng)時(shí),所設(shè)計(jì)的濾波器中心頻率會(huì)發(fā)生偏移,加上該中心頻率易受器件參數(shù)及溫度影響,會(huì)使檢測(cè)出的諧波信號(hào)中含有大量基波分量，增加了 APF 的設(shè)計(jì)容量和有功損耗，因此，已基本不用。并聯(lián)型 APF 提供一個(gè)零阻抗的諧波支路，把負(fù)載中的諧波電流吸收掉。因此, 很少單獨(dú)使用串聯(lián)型APF, 大多將其作為混合型 APF 的一部分。并聯(lián)型 APF 在技術(shù)上比較成熟。（1）并聯(lián)型APF 圖 22 為并聯(lián)型 APF 基本結(jié)構(gòu)。第五部分對(duì)全文做出總結(jié)，對(duì)有源電力濾波器系統(tǒng)存在的一系列問(wèn)題進(jìn)行第 5 頁(yè)共 25 頁(yè)探討，并提出下一步的展望。從多個(gè)方面出發(fā)對(duì)有源電力濾波器進(jìn)行了分類和介紹，并分析了各自的優(yōu)缺點(diǎn)。MATLAB /SIMUL INK 提供的 SIMPOWER 工具箱基本涵蓋了電力系統(tǒng)建模和仿真的各個(gè)方面。在應(yīng)用方面，主要致力于針對(duì)不同諧波源制定相應(yīng)的對(duì)策，解決最優(yōu)配置、有源濾波器的相互干擾及其對(duì)電網(wǎng)上裝設(shè)的 LC 濾波器的影響以及停電和瞬間保護(hù)等問(wèn)題。所以目前的趨勢(shì)是采用電力電子裝置進(jìn)行諧波補(bǔ)償，這就是電力有源濾波器( APF)。目前大量采用并聯(lián)型無(wú)源濾波器來(lái)抑制諧波，它由電容器、電抗器、電阻器組成的單調(diào)諧濾波器和高通濾波器構(gòu)成。對(duì)電力系統(tǒng)中的發(fā)電機(jī)、調(diào)相機(jī)、繼電保護(hù)自動(dòng)裝置和電能計(jì)量等也有很大危害。廣泛應(yīng)用于冶金、鋼鐵、交通、化工等工業(yè)領(lǐng)域。我國(guó)在有源電力濾波器方面的研究起步較晚，1989 年才有這方面研究的文章出現(xiàn)，1993 年才見(jiàn)到試驗(yàn)性的工業(yè)應(yīng)用實(shí)驗(yàn)。80 年代以來(lái)，由于大中功率全控型半導(dǎo)體器件的成熟，脈沖寬度調(diào)制(PULSE WIDTH MODULATIONPWM)控制技術(shù)的進(jìn)步，以及基于瞬時(shí)無(wú)功功率理論的諧波電流瞬時(shí)檢測(cè)方法的提出，有源電力濾波器才得以迅速發(fā)展。有源電力濾波器也是一種電力電子裝置。（1） 無(wú)源濾波圖 11 無(wú)源濾波器結(jié)構(gòu)無(wú)源濾波器，又稱 LC 濾波器，是利用電感、電容和電阻的組合設(shè)計(jì)構(gòu)成的濾波電路，可濾除某一次或多次諧波，最易于采用的無(wú)源濾波器結(jié)構(gòu)是將電感與電容串聯(lián)，可對(duì)主要次諧波構(gòu)成低阻抗旁路；單調(diào)諧濾波器、雙調(diào)諧濾波器、高通濾波器都屬于無(wú)源濾波器。 抑制諧波方法隨著工業(yè)、農(nóng)業(yè)和人民生活水平的不斷提高，除了需要電能成倍的增長(zhǎng)，對(duì)供電質(zhì)量及供電可靠性的要求也越來(lái)越多，電能質(zhì)量（POWER QUALITY）受到人們的日益重視。雖然目前還沒(méi)有完全證實(shí)高次諧波對(duì)人，動(dòng)物以及生態(tài)環(huán)境的影響，但已有證據(jù)表明諧波對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響確實(shí)存在，并引起了政府和各界人士的注意，開(kāi)辟出了一個(gè)新的研究領(lǐng)域——電磁環(huán)境對(duì)生態(tài)的影響。電力電子技術(shù)是未來(lái)科學(xué)技術(shù)發(fā)展的重要支柱。諧波對(duì)通信設(shè)備和電子設(shè)備會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重干擾。 諧波主要危害諧波研究與治理對(duì)于現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)意義重大，這是因?yàn)橹C波不僅降低電能的生產(chǎn)、傳輸和利用效率，而且給供、用電設(shè)備的正常運(yùn)行帶來(lái)嚴(yán)重危險(xiǎn)?；诖耍瑖?guó)際電工（IEC:INTERNATIONAL ELECTROTECHNICAL COMMISSION）標(biāo)準(zhǔn)（IEC5552，1982）定義諧波為：諧波分量為周期量的傅里葉級(jí)數(shù)中大于 1 的 H 次分量。在供電的過(guò)程中電壓的波形會(huì)由于某些原因而偏離正弦波形，即產(chǎn)生諧波。 MATLAB / SIMULINK Simulation目錄論文總頁(yè)數(shù)：25 頁(yè) 課題背景 ..................................................................................................................................1 諧波基本概念 ..................................................................................................................1 諧波主要危害： ..............................................................................................................1 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 ............