【正文】 線過熱。 (2)在信號干擾方面： 1)諧波通過電磁感應(yīng)和傳導(dǎo)耦合等方式對鄰近的電力電子設(shè)備和通訊系統(tǒng) 本科生畢業(yè)論文 6 產(chǎn)生干擾．嚴重時還會導(dǎo)致設(shè)備無法正常運行。 3)因目前很多電能測量儀表是電動式電度表，這種測量儀表是在純正弦波情況下進行校驗的，因此諧波會使儀表產(chǎn)生測量誤差。 諧波抑制強 解決非線性負載產(chǎn)生的諧波問題思路有二。二是對電力系統(tǒng)中主要諧波源的電力電子裝置進行自身的改造。如：有源功率因數(shù)校正技術(shù) (SPFC)，各種 PWM整流技術(shù)等。諧波補償裝置經(jīng)歷了從無源電力濾波器 (Passive Power Filter)到有源電力濾波器 (Active Power Filter)的發(fā)展。 無源電力濾波器 無源電力濾波器 (原理如圖 11)是傳統(tǒng)的諧波補償方法，目前大量應(yīng)用的 是由交流電抗器和電容器組成的“ LC無源濾波器 (LC Passire Power Filter)”。 (2)如果高次諧波的范圍較寬 ，則需要設(shè)置多個無源支路。特別是在一個復(fù)雜的電力系統(tǒng)中，這兩個參數(shù)的變化規(guī)律很難精確預(yù)知，因此一個實際的濾波器要滿足要求的諧波衰減是很困難的。 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)點如下： (1)實現(xiàn)了動態(tài)補償，可對頻率和幅值都變化的諧波以及變化的無功功率 進行實時補償，對補償對象的變化有極快的響應(yīng)。 (3)補償無功功率時不需要儲能元件，補償諧波時所需儲能元件的容量也 不大。 (5)諧波補償特性不受系統(tǒng)阻抗的影響，可避免與被補償系統(tǒng)發(fā)生諧振。 根據(jù) APF與被補償系統(tǒng)的連接方式不同， APF可分為：串聯(lián)型有源電力濾波 器 (Series APF如圖 12 a)，并聯(lián)型有源電力濾波器 (Shunt APF如圖 12 b)和串并聯(lián)型 (又稱為統(tǒng)一電能質(zhì)量調(diào)節(jié)器 UPQC如圖 12 c)。該方法便是有源電力 濾波思想的雛型。此文討論了有源電力濾波器的實現(xiàn)方法和控 制原理，并建立了有源電力濾波器的基本拓撲結(jié)構(gòu)。 有源電力濾波器的真正發(fā)展是從 80年代開始的。 80年代后期，許多有源電力濾波器的商業(yè)發(fā)展計劃完成并投入了實踐。 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)中進行的?，F(xiàn)在三相四線系統(tǒng)中的諧波和三相不平衡所產(chǎn)生的問題日趨嚴重，引起了人們的極大重視。國外已有三相四線有源電力濾波器的樣機出現(xiàn) 19I，但仍處于試驗階段，未能廣泛應(yīng)用。 有源電力濾波器的應(yīng)用 本科生畢業(yè)論文 10 有源電力濾波技術(shù)在日本、美國、德國等工業(yè)發(fā)達國家的發(fā)展和應(yīng)用較為成 熟?；厩闆r如下： 1)使用的類型 從實際投入的設(shè)備來看，在 355臺設(shè)備中．僅有 4臺設(shè)備與負載連接為串聯(lián)型或串聯(lián)混臺型。其主電路為電壓型逆 變器 (VSI)結(jié)構(gòu)。在這些方法中，用負載電流檢測法與用電源電流檢測法的比率為 10： 1。同時，應(yīng)用電源電壓檢測的比率也在增加，檢測電壓的目的是在于補償電網(wǎng)電壓閃變。在這 355臺設(shè)備中有 76臺附有補償基波無功的功能。直到 1989年才見到這方面的研究的文章。近些年進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)研究機構(gòu)。尤其最近幾年，將智能控制、最優(yōu)控制理論應(yīng)用于有源濾波器的各個環(huán)節(jié)的事例都取得了不錯的效果。為解決電網(wǎng)電壓不平 衡對 pq算法的影響。最后對三相四線并聯(lián)型有源電力濾波器進行設(shè)計。做到重點突出，不泛泛而談。 工作的主要任務(wù)： （ 1）理解瞬時無功功率理論的 主要內(nèi)容，并確立在此基礎(chǔ)上的檢測諧波的方法。 （ 3）有源電力濾波器的各部分結(jié)構(gòu)的設(shè)計。 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態(tài)補償裝置中，對無功及諧波電流的實時檢測中提出了很高的要求，如何準確、實時地檢測出電網(wǎng)中瞬態(tài)變化的電壓電流信號是 APF 等動態(tài)補償裝置進行精確補償?shù)年P(guān)鍵。 基于瞬時無功功率理論的電流檢測方法 瞬時無功理論原始定義及發(fā)展 1983年 H． Akagi等提出瞬時無功的概念，它是咀瞬時有功功率 P和瞬時無功功率 q的定義為基礎(chǔ)的，所以該理論亦稱 pq理論。需要說明的是，以上各種方法都是在三相三線制系統(tǒng)中建立的。的同步電機定子 abc 三相繞組中通過時間上相差 120176。的兩相平衡交流電通過定子空間上相差 90176。 本科生畢業(yè)論文 12 αabcβFω 圖 ?? 等值繞組相對位置 如上圖所示，旋轉(zhuǎn)磁場的角速度為ω，圖 中使 a 相軸線與α相軸線重合，β相繞組軸線超前α相軸線 90176。 記 ae 、 be 、 ce 為三相電壓， ciii ba 、 為三相電流。 ?????????????????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坐標系中的電壓、電流矢量 如上圖中 ?? 坐標系下的電壓、電流矢量關(guān)系所示，電壓、電流矢量 e 、 i 可分別分解為 ?? 坐標軸上的 ?e 、 ?e 和 ?i 、 ?i ，即可用以下兩個式子表示： ?????????????ieiiiieeee?????? （ 23） 根據(jù)三相瞬時無功功率理論，對圖中的電壓、電流矢量關(guān)系進行分析，就可以得到瞬時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。即： ?????????cossiniiiipq （ 24） 式中 ， ie ??? ?? 2）、電壓矢量 e 的模 |e |和三相電路瞬時無功電流 qi 的乘積為三相電路瞬時無功功率 q， |e |和三相電路瞬時有功電流 pi 的乘積為三相電路瞬時有功功率 p。 從而可以得出三相瞬時有功功率 p 和三相瞬時無功功率 q： ccbbaa ieieiep ?????? （ 27） ? ?cbabacacb ieeieeieeq )()()(31 ?????? （ 28） 3)、三相電路瞬時無功電流 qi 投影到 ?? 軸上 為 ?? 相的瞬時無功電流qq ii ??、 ，三相瞬時有功電流 pi 投影到 ?? 軸上為 ?? 相的瞬時有功電流 pp ii ??、 ： ????????????????????????????????peeeieeiipeeeieeiiqeeeieeiiqeeeieeiipepppeppqeqqqeqq22222222s i nc o sc o ss i n???????????????????????? （ 29） 4)、 ? 、 ? 相的瞬時電壓和瞬時無功電流的乘積為 ? 、 ? 坐標系下的瞬時無功功率 ?? qq、 ，瞬時電壓和瞬時有功電流的乘積為 ?? 坐標系下的瞬時有功功率 ?? pp、 。 ?????????????????qqcqbqaqiiCiii??23 （ 211） ?????????????????ppcpbpapiiCiii??23 （ 212） 式中， TCC 3223 ? ，由上可以推得： a 相瞬時無功電流 Aqeeicbaq )( ?? （ 213） b 相瞬時無功電流 Aqeeiacbq )( ?? （ 214） c 相瞬時無功電流 Aqeeibacq )( ?? （ 215） a 相瞬時有功電流 Apeiaap 3? （ 216） b 相瞬時有功電流 Apeibbp 3? （ 217） c 相瞬時有功電流 Apei ccp 3? （ 218） 式中：)(2)()(A222222cbcabacbaaccbbaeeeeeeeeeeeeeee???????????? ）（ （ 219） 6）、 abc 各相的瞬時電壓和和瞬時無功電流的乘積為該相的瞬時無功功率cba qqq 、 ，瞬時電壓和瞬時有功電流的乘積作為該相的瞬時有功功率cba ppp 、 ： a 相瞬時無功功率 Aqeeeieqcbaaqaa )( ???? （ 220） 本科生畢業(yè)論文 16 b 相瞬時無功功率 Aqeeeieqacbbqbb )( ???? （ 221） c 相瞬時無功功率 Aqeeeieqbaccqcc )( ???? （ 222） a 相瞬時有功功率 Apeiepaapaa 23??? （ 223） b 相瞬時有功功率 Apeiepbbpbb 23??? （ 224） c 相瞬時有功功率 Apeiepccpcc 23??? （ 225） 2. 1. 3 坐標變換 在各種無功電流檢測法中，基于瞬時無功功率理論和 qp ii ? 變換的無功電流檢測方法因其具有良好的檢測精度和響應(yīng)速度且能夠同時檢測諧波電流和無功電流，從而得到廣泛的應(yīng)用。 ????????????? ??iiCii pqqp （ 226） 其中 ?????? ???? ttttCpq ???? s inc osc oss in . 反向變換 —— 先將有功電流 pi 和無功電流 qi 通過 1C?pq 變換為 ?? 坐標系下的電流 ?? ii 、 ，再通過 23C 變換為對應(yīng)的三相電流 cfbfaf iii 、 。電網(wǎng)電壓波形無畸變時， p 為基波有功電流與電壓作用所產(chǎn)生， q 為基波無功電流與電壓作用所產(chǎn)生。將 ai 、 bi 、ci 與 afi 、 bfi 、 cfi 相減，即可得 ai 、 bi 、 ci 出的諧波分量 ahi 、 bhi 、 chi 。 C 3 2C 3 2C p qC 2 3C 175。在這種情況下，只需要斷開圖 中計算 q的通道即可。下標中的 d表示由檢測電路得出的檢測結(jié)果。但當只檢測無功電流時，則不需低通濾波器。 本科生畢業(yè)論文 18 P L LS i n c o sC 3 2 C p qC 2 3C 175。 （ 2）將負載側(cè)的三相電流 cba