自动化专业、电力电子毕业论文Word文档格式.doc
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2常用滤波器的性能比较分析 8
2.1有源滤波器 9
2.1.1有源电力滤波器的发展现状 10
2.1.2有源滤波器的工作原理 10
2.1.3衡量APF补偿性能的指标 11
2.1.4有源滤波器的主电路结构 12
2.1.5有源滤波器的分类比较 12
2.2无源滤波器 18
3谐波电流检测方法研究 20
3.1概述 20
3.2谐波检测方法的发展趋势 20
4控制策略的研究 26
4.1正弦脉宽调制技术 26
4.2滞环控制 31
4.3空间矢量PWM控制 32
4.4外层控制 32
5.1概述 34
5.2谐波检测环节仿真实现 34
5.2.1三相/两相变换SIMULINK下实现 35
5.2.2低通滤波器的仿真实现 35
5.2.3两相/三相变换SIMULINK下实现 36
5.2.4谐波提取部分仿真实现 36
5.3谐波补偿环节仿真实现 37
5.3.1主电路等效电路图 37
5.3.2主电路仿真实现 38
5.3.3谐波补偿实现 38
5.3.4负载侧电压和电流 40
结论 42
43
并联型有源滤波器电流控制新方法
摘要
在现代电力系统中，随着各种非线性电力电子装置的大量应用，电能质量不断受到关注。
这些装置向电力系统中注入谐波，使电网中的谐波污染日益严重，电能传输质量恶化。
因此，解决谐波问题，变得日益重要。
传统的谐波抑制方法是采用无源滤波器，但它存在许多缺陷，例如：
滤波特性受系统参数的影响较大，只能消除特定的几次谐波，可能与系统产生并联谐振，谐波电流增加导致滤波器负荷过重等，使得谐波抑制效果受到影响。
针对并联型有源滤波器提出了一种电流控制新方法，与传统控制方式不同，该方式不需要检测非线性负载中的谐波及无功电流。
本文论述了并联型有源滤波器电流控制的等效原理，MATLAB仿真结果表明，省略了检测环节的该控制方法电路结构简单，大大简化了算法的研究，能够更加简单准确地补偿谐波电流，动态响应速度也很快。
关键词：
电力电子技术；
并联型有源滤波器；
等效原理；
电流控制；
谐波及无功电流
Abstract
Inmodernpowersystem,withavarietyofnon-linearpowerelectronicdevicesofalargenumberofapplications,powerqualityconcern.Thesedevicesintothepowersystemharmonics,sothattheharmonicpowergridshavebecomemorepollutedandthequalityofthedeteriorationofelectricalenergytransmission.Thus,thesolutiontoharmonicproblems,becomeincreasinglyimportant.Traditionalmethodsofharmonicsuppressionistheuseofpassivefilter,butithasmanydefects,suchas:
filteringpropertiesoftheimpactofsystemparametersbyalargernumberofonlytheeliminationofspecificharmonics,mayhaveaparallelresonancewiththesystem,harmoniccurrentincreaseinoverloadedfilters,suchaslead,makingtheeffectofharmonicsuppressionaffected.Inthispaper,anewandefficientbasedonDSP（digitalsignalprocessor）-controlledsingle-phaseactivepowerfilter.
Anewequivalenceprincipleofcurrentcontrolforshuntactivepowerfiltersisintroduced,whichhasnouseformeasurementofharmonicandreactivecurrentsofnonlinearloads.Thispaperanalyzesanddemonstratestheprinciple.SimulationresultsbyMATLABaregiventoshowthattheequivalenceprinciplewithoutmeasurementshasmanymeritssuchassimplercircuitconfigurationandalgorithm,moreexactcompensationeffectivenessandrapiddynamicresponse.
Keywords:
powerelectronictechnique;
shuntactivepowerfilters;
equivalenceprinciple;
currentcontrol
目录
1绪论
电能己成为现代人类生活中不可缺少的重要元素之一，无论在工业生产还是日常生活中，用户对电力的可靠性及质量要求都在不断提高。
随着社会的发展和科技的进步，尤其是电力电子装置的广泛应用，一方面电力系统中的谐波污染随着非线性负载的数量和容量增加而日趋严重，另一方面供电方及其电力系统设备、用户及其用电器对电能质量的要求也日益提高，愈发严重的谐波污染与越来越高的电能质量要求形成了一对尖锐的矛盾。
尤其是IT产业的迅猛发展使得人类更加依赖数字化设备所提供的信息与服务，而数字化的设备对供电的质量要求更高。
同时，现代电力系统中，电力电子设备的应用日益广泛，这些负荷的非线性、冲击性和不平衡的用电特性对供电质量造成了严重污染。
近年出现的用户电力技术（CustomPower）概念就表明了信息时代的电力用户己经明确提出了对电能质量的要求，因而对改善电能质量的研究己是刻不容缓。
1.1谐波抑制的意义
自从采用交流电作为电能输送的一种方式起，人们就已知道电力系统中的谐波问题。
但是，近年来随着非线性设备的大量使用，使得这一问题更加突出。
通常作为谐波源，非线性设备可分为以下几类：
1、传统非线性设备，包括变压器、旋转电机以及电弧炉等。
2、现代电力电子非线性设备，包括荧光灯、在工业界和现代办公设备中广泛使用的电子控制装置和开关、电源、晶闸管控制设备等。
电力变压器是一种谐波源，由于经济原因，变压器使用的磁性材料通常在接近非线性或就在非线性区域运行。
在这种情况下，即使所加的电压是正弦的，变压器的励磁电流也是非正弦的，因而包含谐波。
同样，即使励磁电流是正弦的，电压也不可能完全是正弦的。
对于旋转电机来说，其线圈被嵌入线槽中，由于这些线槽不可能完全按正弦分布，从而使得产生的磁动势是畸变的，因此旋转电机也被认为是谐波源。
在荧光灯中，每隔半个周波电压被建立起来直到荧光灯被点亮，点亮状态下荧光灯呈负电阻特性，其电流由感性的非线性镇流器来限制，因此电流是畸变的。
静止无功补偿装置如TSC、TCR由于应用晶闸管来控制电容或是电感的导通时间，因此，它也会产生非正弦的斩波电流。
三相变流器产生谐波则是由于直流电流在交流三相之间不断换相引起的。
在大多数情况下，电网中的谐波成分可能不会对电网和电气设备构成严重的威胁，但在一定条件下，谐波成分会严重影响电气装置及联到该装置上的设备的正常运行，甚至会影响电力系统本身的安全稳定运行。
如：
广西苹果铝厂1996年6月因谐波超标，导致电容器爆炸，损坏高压开关和主变压器，造成大面积停电；
湖南涟钢1998年7月，因5次谐波超标，导致豹南山220KV变电站停电16小时；
由于电气化铁路产生的负序电流和谐波电流的影响，郑州电网继电保护误动，致使京广线中断数小时。
目前电力系统谐波已成为影响电能质量的公害，其危害主要表现在以下几个方面：
1、电力电容器引起的谐波放大。
2、增加旋转电机的损耗。
3、增加输电线的损耗，缩短输电线寿命。
4、增加变压器的损耗。
5、造成继电保护、自动装置工作紊乱。
。
6、引起电力测量的误差。
7、干扰通讯系统。
8、电弧熄灭。
发达国家的经验表明，随着科学技术的发展，非线性负荷用电设备的种类、数量和用电量将会迅猛增加。
很明显，随着我国改革开发和经济建设的发展，我国电网已开始遭遇并将迅速面临发达国家当前的谐波局面，即随着高新技术的发展，谐波污染源的使用数量猛增，电网电压畸变率也将上升。
另一方面，各类家用电器层出不穷，精密仪器设备发展迅猛，信息时代已经到来，越来越多的电气用户对取用的电能形态和功率流动的控制与处理提出了新的要求。
综上所述，对电能质量已经不能仅用频率和电压这两个指标来评价了，谐波已成为电能质量另一个重要指标。
为了避免谐波的危害，不少国家和国际组织制订了限制用电设备谐波的标准，如被广泛接受的IEEE519标准和IEC555-2标准。
可见，无论是从保障电力系统的安全、稳定、经济运行的角度，还是从用户用电设备的安全、正常工作的角度，有效地治理谐波，将其限制在允许范围之内，还电网一个洁净的电气环境，营造“绿色电网”，已经迫在眉睫。
我国谐波治理的水平还比较低，对电力科技工作者来说，谐波治理问题的研究具有十分重大的理论和现实意义。
1.2谐
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