无源动态谐波滤波器的建模与仿真

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1、无源动态谐波滤波器的建模与仿真第2章无源动态谐波滤波器的结构设计与原理分析本章主要针对电流型谐波源分析传统无源滤波器的拓扑结构和工作原理，总结传统无源滤波器性能上的一些缺陷，基于此设计基于晶闹管式可变电抗器的无源动态谐波滤波器的拓扑结构，并在此拓扑结构上进行其工作原理分析。2.1传统无源滤波器的拓扑结构与工作原理分析2.1.1传统无源滤波器的拓扑结构通常电网中非线性负载性质不同，向电网中注入的谐波形式也有所不同[38]。工业ik用中，整流电路是一种典型的谐波发生电路。当整流电路直流侧采用电容滤波时，其电路如图2-1(a)所示，整流电

2、路交流侧的电伍成分和特性的独立性变差，依赖于直流侧电压，基本上被等效成理想谐波电压源Fs与等效阻抗的串联形式，此时整流电路的等效电路如图2-1(b)所示。当滤波电容C很大时，等效阻抗为0。当整流电路直流侧采用电感滤波时，其电路如图2-2(a)所示，整流电路交流侧的电流成分和特性的独立性变差，依.赖于直流侧电流，基本上被等效成理想谐波电流源与等效阻抗々的并联形式，此时整流电路的等效电路如图2-2(b)所示。当滤波电感I很大时，等效阻抗么为0。电网中的典型谐波源有电压型和电流型两种。不同的谐波源所需要的传统无源滤波器的结构也有所不同。滤

3、除电压型谐波时，应将电感和电容并联形式的传统无源滤波器串联到电网中，这样并联型传统无源滤波器的端电压最大，从而达到吸收谐波电压的目旳。滤除电流型谐波时，应将电感和电容串联形式的传统无源滤波器并联到电网中，这样串联型传统无源滤波器的支路阻抗最小，从而达到吸收谐波电流的目的[39]。电网的非线性负载大部分都是阻感性负载，使得电网的谐波电流畸变严重，称之为电流型谐波源。本节涉及的传统无源滤波器和下面将设计的无源动态谐波.滤波器都是以电流型谐波源为基础的。传、统无源滤波器的拓扑结构如图2-3所示，它是由电感、电容（或附加小电阻）串联而成，其

4、电感，电容都是在确定滤波频率T后精确设计的，在滤波器长期工作过程中，电容容抗和輔感抗无法调节。2.2无源动态谐波滤波器的拓扑结构设计要解决传统无源滤波器存在的以上缺陷，必须满足两个条件：一是电容器可以实现分段投入和切除；二是滤波电抗器的感抗可以自由调节，以此起到动态调谐作用。解决电容器组的分段投入和切除问题比较简单，只需要在传统无源滤波器的滤波电容器的结构上进行调整。而为了实现滤波器的动态调谐，可以利用晶闹管式可变电抗器代替传统无源滤波器中的固定电感。基于晶闹管式可变电抗器的无源动态谐波滤波器的拓扑结构示意图如图2-5所示。第2章无

5、源动态谐波滤波器的结构.....................................82,1传统无源滤波器的拓扑结构与...................................82.2无源动态谐波滤波器的...................................112.3无源动态谐波滤波器的工作原理...................................122.4本章小结...................................14第3章无源动态谐波滤波器的系统建模...

6、................................153.1无源动态谐波滤波器的系统仿真...................................153.2无源动态谐波滤波器的系统仿真模型...................................16第4章无源动态谐波滤波器的系统仿真...................................244..1滤波前系统无功与谐波的仿真分析...................................2444.2无源动态谐波滤波器的参

7、数确定方法...................................324.3滤波后系统无功补偿与滤波效果的仿真...................................364.4无源动态谐波滤波器调谐性能的仿真...................................41第5章全文总结与展望5.1全文总结本文首先介绍了课题研究背景及科学意义，阐述了国内外无功补偿技术和滤波技术的研究现状，并结合现有技术的不足，提出解决这些不足的基于晶闸管式可变电抗器的无源动态谐波滤波器，为后续的设计工作奠定基础。

8、然后，分析了传统无源滤波器的拓扑结构和工作原理，总结出了其无功补偿和滤波性能上的一些缺陷，特别是调谐性能上的缺陷。设计了基于晶闸管式可变电抗器的无源动态谐波滤波器的拓扑结构，从工作原理上分析了其调谐无功补偿和滤波的可行性。接着，在MA