学位论文有源电力滤波器直流侧电压控制设计Word文档下载推荐.docx

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关键词：

有源电力滤波器（APF），直流电压，模糊控制，直流侧电容，PI控制，MATLAB仿真

ABSTRACT

Theactiveelectricpowerwavefilteristhatonekindisusedfordevelopmentrestraintharmonicandimprovesthepowerfactornewmodelelectricpowerelectronicdevise.Sendinelectriccurrentoppositetotheoriginalharmonicamplitudeequality,phasebyfacinganelectrifiedwirenetting,achieveimproveandimproveelectricenergymass'

spurpose.Thistechnologycancarryoutcompensationontheharmonicandidleworkthatfrequencyandamplitudeallchange,thepersoncompensatescharacteristicpropertynotacceptingelectrifiedwirenettingimpedanceeffect,strongfromadaptability,haveovercomepassivewavefilteringoftraditionshortcoming,haveacceptedbroadtakingseriouslyasaresult.

Finaldevelopingaccordingtoactualdeviceexperiences,thedirect-currenthavinggivenanaccountofparalleltypeAPFsystematicallyinclinesthevoltagecalculationandthecapacitancechoice.Activeelectricpowerwavefilterdirect-currentstabilivoltrealizationhaslistedactiveelectricpowerwavefilterdirect-currentobliquetonescapacitancevoltagestabilityunderthecontrolofamongthem:

Direct-currentobliquetonescapacitancevoltagecontrollingprinciple,blurredHcontrolsprinciple,mixedtypeactivewavefilterdirect-currentinclinesvoltagestabilityunderthecontrolof,paralleltypeelectricpoweractivewavefilterdirectcurrentholdsvoltage.

KeyWords：

Thewavefilter（APF）,directcurrentcontrol,mixupactiveelectricpowerunderthecontrolof,direct-currentinclinescapacitance,PIcontrols,MATLABsimulates

前言

电力系统中的谐波问题并不是一个新的问题，早在20世纪20年代，在德国就已经提出静态整流器产生的波形畸变问题。

1945年J.C.Read发表的关于变流器谐波的论文是最早对谐波问题进行研究的论文。

到了五六十年代，随着高压直流输电技术的发展，各国学者发表了大量的有关变流器引起电力系统谐波的论文。

近年来，随着非线性负载，尤其是电力电子装置的大量使用，使谐波和无功功率大量进入电网，引起电网闪变、频率变化、三相不平衡等问题，影响电能质量、输电效率和设备的安全运行与正常使用。

随着谐波危害的日趋严重，电力系统的谐波问题在世界范围内得到广泛关注。

如何有效地抑制谐波注入电网是当前国际和国内的研究重点之一。

各国学者提出了各种各样的方法，如无源LC滤波、电路的多重化、有源电力滤波等。

其中最受推崇也是目前较实用的是有源电力滤波技术，本论文将对有源滤波的相关技术进行深入地研究。

对与论文相关的背景知识进行了介绍，包括电力系统中的谐波问题及其危害、谐波的抑制技术和有源电力滤波器的国内外发展概况，表明了有源电力滤波器应用的重要性以及本文工作的意义。

第一篇绪论

第1章引言

本章对与论文相关的背景知识进行了介绍，包括电力系统中的谐波问题及其危害、谐波的抑制技术和有源电力滤波器的国内外发展概况，表明了有源电力滤波器应用的重要性以及本文工作的意义。

第1节谐波及其产生的原因

国际上公认的谐波定义为：

“谐波是一个周期电气量的正弦波分量。

其频率为基波的整数倍数”。

由于谐波的频率是基波频率的整数倍数，也常称为高次谐波。

除了特殊情况外，谐波的产生主要是由于大容量电力和用电整流或换流，以及其它非线性负荷造成的。

这些电力或用电设备从电力系统中吸收的畸变电流可以分解为基波和一系列的谐波电流分量。

其谐波电流值实际上和50Hz基波电压值以及供电网的阻抗几乎无关。

因此，大多数谐波源可以视为恒流源，它们与50Hz基波不同，后者一般是恒压源。

现代电力系统中发电机和变压器在正常稳态运行条件下，它们本身不会造成电网电压或电流的较大畸变，虽然在暂态扰动时（例如系统发生短路故障时、切合空载线路或空载投入变压器）以及超出其正常工作条件时（例如变压器运行在其额定工作电压以上）将可能增大其产生的谐波含量。

第2节高次谐波的危害

随着电力电子技术的进步，非线性负荷的种类、数量和比重都迅速增加，谐波对电力系统的污染日益严重，它对各种电气设备都有不同程度的影响和危害。

调研谐波的具体影响和各种设备承受谐波的能力，是制定谐波标准和治理谐波措施的重要前提。

国内外对谐波影响已做过许多研究与试验，发表了不少文献，对这一问题的研究提供了有益的参考。

但因为谐波的变化有很大随机性，以及许多因谐波影响而发生的事故和设备的损坏是在事后发现的，因此国内外对谐波影响的认识和分析的精深程度，都很不够；

不同国家和不同人员对某些谐波影响的分析结论也不一致。

总之，这一问题值得深入研究。

下面介绍谐波的影响。

（1）谐波会引起谐振和谐波电流的放大。

为了补偿负载的无功功率，提高功率因数，常在负载处装有并联电容器，为了提高系统的电压水平，常在变电所安装并联电容器，此外，为了滤出谐波，会装LC滤波器。

工频时，电容器的容抗比系统的感抗大的多，不会发生谐振，但对谐波频率而言，系统感抗大大增加而容抗大大减小，就可能产生并联谐振或串联谐振。

谐振会使谐波电流放大几倍甚至几十倍，常常使电容器和电抗器烧毁。

日本的统计数据显示,电容器和与之串联的电抗器烧毁在谐波引起的事故中约占75%。

（2）谐波使公用电网中的元件产生附加的谐波损耗，影响电器设备正常工作。

谐波对电机的主要影响是引起附加损耗，从而产生附加温升，当发电机中谐波电流的频率接近定子零部件的固有振动频率时，可能引起发电机的强烈机械振动并伴有强烈的噪音。

（3）谐波电流流经变压器时，除引起变压器绕组附加损耗外，也引起外壳、外层硅钢片和某些紧固件发热，并且有可能引起局部的严重过热，谐波也使变压器噪声增大。

（4）谐波会引起电缆浸渍绝缘的局部放电、介质损耗和温升增大。

电缆的分布电容对谐波电流有放大作用，在电网低谷负荷下当电网电压温升上升而使谐波电压也升高时，电缆很容易出故障。

（5）谐波对通信线路的干扰主要通过电容耦合、电磁感应和电气传导。

话音的频率范围是500Hz～3KHz，在这范围内的谐波都会影响通话质量。

（6）谐波电流在电网中流动会产生有功功率损耗，构成了电网线损的一部份，对电网的经济运行很不利。

（7）谐波对电子设备的影响主要有：

●为减小损耗和电磁干扰，变流装置中的功率器件通常选择在电压或电流的过零点动作，谐波的存在影响了过零点的准确检测，影响了正确的开关动作。

●谐波对继电保护和电力测量的影响：

谐波会改变保护继电器的性能，引起误动作或拒绝动作，引起事故。

谐波会使电工测量仪表产生测量误差，影响计量及测量的准确性。

●非整数和超低频谐波影响了一些视听设备的视听效果。

●由于谐波电压而引起的电压峰值点的变化影响了电视机和计算机画面大小和明暗的变化。

●谐波引起计算机死机或程序运行不正常，从而导致自控设备误动作

（8）谐波对电网中的模拟式电表如电压表、电流表、功率表、电度表的测量会有影响，使测量仪表计量不准确，降低了测量数据的准确性和可靠性。

第3节主要谐波源

谐波是由非线性元件和非线性负荷产生的，相对于系统而言可称其为谐波源。

所谓非线性设备就是在正弦供电电压下产生非正弦电流或者在正弦供电电流下产生非正弦电压的设备。

作为谐波源，非线性设备可以被划分为如下几类[5]：

（1）电力电子装置。

电力电子装置近年来发展迅猛，是最严重的谐波源。

它有单相和多相之分;

从功能上看，有整流、逆变、交流调压和变频之分。

大型的有达百万千瓦级的HDVC装置和大型铝厂的整流装置，小型的有电动机节能器、家用充电器和家用调光灯。

影响面较大的单相换流装置用于工频交流电力机车。

（2）电弧炉。

通常所谓的电弧炉是指，用于钢铁冶炼的交流电弧炉。

大型电弧炉的发展方向是采用更经济更有效的直流电弧炉。

在谐波源分类上，直流电弧炉由整流器馈电，故应列入电力电子装置。

铁合金矿石炉、电石炉和电弧炉虽都采用石墨电极来注入熔化电流，但用电特性有很大区别。