并联混合型有源电力滤波器的研究

发布时间：2020-04-25 09:45

【摘要】：近年来随着电子技术的快速发展，越来越多的大功率用电器开始走进千家万户，导致负载电路中存在着谐波污染问题。为了有效抑制或消除负载电流中的谐波，人们研制了若干电力滤波器。传统的谐波治理方法，可粗略地分为无源滤波器和有源电力滤波器。自上世纪八十年代始，它们已经得到广泛的应用。随着电力电子技术和全控型电力电子器件的飞速发展，混合型有源电力滤波器应运而生，吸引了越来越多的研究者。本文首先对早期使用的谐波治理方法进行了归纳和总结，介绍了单独使用有源电力滤波器和无源滤波器存在的优缺点。然后，论文详细介绍了并联混合型有源电力滤波器的工作原理及其拓扑结构，着重阐述谐波抑制原理、无功补偿原理及基于三相瞬时无功功率理论的谐波电流d-q方法。再者，设计了并联混合型有源电力滤波器主电路、LC注入电路以及无源滤波器。最后，，基于Matlab/Simulink模块搭建仿真模型，通过设定仿真参数来进行仿真，并对仿真结果作了详细的分析。在仿真过程中，考虑到负载电流总畸变率过大问题，通过调节截止频率参数，可以有效降低负载电流的总畸变率，使其达到国家电网的并网要求。仿真结果表明，并联混合型有源电力滤波器能有效抑制电网谐波和补偿无功，可以确保家用电器和电网安全，进一步降低谐波所带来的经济损失。
【图文】：

主电路图,有源电力滤波器,电压型,主电路

置的容量过大，会进一步使有源电力滤波器的设计困难和价格昂贵。并联混合型力滤波器的经典结构，虽然能减小补偿装置的容量，但不能使有源电力滤波器的能多元化。为了达到这一目的，可以考虑引入 LC 注入电路[15]，并将逆变器、无器 PPF、LC 注入电路和有源电力滤波器 APF 组合而成的并联混合型有源电力滤统，这种滤波器能很好的补偿谐波和无功。有源电力滤波器的类型有源电力滤波器有很多类型两种不同的类型，即并联型、串联型和电压型、电流型分别是根据接入电网的差异和储能元件的差异而分的。电压型 APF 的三相主电路，如图 2.1 所示。采用直流侧电容，开关器件选用 IGBT原理是检测电流信号并产生 PWM 电压信号，再由交流侧电感元件将其转变为电流所需要的补偿电流。储能元件为电感的是电流型 APF，由于有电感的存在，它有、实现复杂等缺点，很少使用在实际的电路中。当然，电压型有源电力滤波器有、高效率等优势，特别是在小容量的输出功率时。因此，大部分滤波器的设计者用电压型的结构，本文也不例外。

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有源电力滤波器的工作原理有源电力滤波器的原理图，如图 2.2 所示。它主要由谐波检测电路、PWM 控制PWM 逆变器和负载构成。其中，负载为非线性负载。它产生谐波并且消耗无功的原理是先由谐波检测电路实时地检测出电流谐波，再由补偿装置产生一个与电流幅值相同而相位相反的补偿电流，只要控制逆变器输出的谐波电压，就可产补偿电流，并与电网中谐波电流相互抵消，从而使负载电流的谐波含量减少，能成为正弦波。
【学位授予单位】：辽宁工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TM761;TN713.8

【参考文献】