三相四线并联型有源电力滤波器指定谐波控制技术

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1、华中科技大学硕士学位论文常运行，产生震动和噪音，缩短电动机寿命；大大增加了电网中发生谐振的可能，谐振会导致很高的过电压或过电流，引起严重的事故；损坏电网中敏感设备；使电力系统各种测量仪表产生误差；对通讯、电子设备产生干扰；导致中性线电流过大，造成中性线发热甚至火灾。此外，按谐波源对公用电网的污染类型分为电流型谐波源和电压型谐波源，谐波[11]源的种类对滤波方法的选择起至关重要的作用。图1.1给出了两种谐波源的等效电路。ZSZSZLILH+ZesLesvLH-等效交流电源等效谐波电流源等效交流电源等

2、效谐波电压源图1.1两种谐波源等效电路图典型的电流型谐波源有带平波电抗器或直流电机负载的晶闸管相控整流装置。这种类型的谐波源仅通过向公用电网注入谐波电流而引起公用电网电压和电流畸变。针对此类型的负载通过抑制谐波电流流向公用电网，就能很好的抑制公用电网畸变，提高供电质量。典型的电压型谐波源是直流侧带大滤波电容滤波的整流性负载。这种类型的谐波源仅通过向公用电网注入谐波电压而引起公用电网电压和电流畸变。针对此类型的负载通过抑制谐波电压流向公用电网，就能很好的抑制公用电网畸变，提高供电质量。现在无功功率和

3、谐波对公用电网的困扰日趋严重，所以为保证公用电网的供电质量和供电的可靠性，对电力系统进行谐波抑制和无功补偿是十分必要的。为有效地进行谐波抑制和无功补偿，不少国家制定了针对电力系统谐波和用电设备谐波的国家标[8-10]准。目前国际上所有的谐波标准分成三大类：Ⅰ、对用户及系统的限制标准，有IEEE-519-1992、IEC1000-2-2和IEC1000－3-6等；Ⅱ、设备的限制标准，有IEC1000-3-2(16A以下)、IEC1000-3-4(16～75A)及其它新的IEEE标准；Ⅲ、谐波的测量标

4、准IEC1000-4-7。目前，只有IEC1000-3-2和IEC1000-3-4两个标准对特定次数谐波进行了限制，2华中科技大学硕士学位论文因而它对电力电子设备的设计影响最大。IEEE-519对个别谐波也作了限制，但它的主要目的是限制系统节点PCC(PointofCommonCoupling)的谐波大小。为了保证我国的公用电网的电能质量，自1990年以来，我国相继发布了五项电能质量国家标准：GB12325-90(电能质量供电电压容许偏差)、GB12326-90(电能质量电压容许波动和闪变)、GB

5、/T14549-93(电能质量公用电网谐波)、GB/T15543-1995(电能质量三相电压容许不平衡度)、GB/T15945-1995(电能质量电力系统频率容许偏差)。以上电能质量标准分别从发电、供电、用电端对电能质量提出了要求，这些标准的发布无疑为提高我国的电能质量水平起到了促进作用，同时对谐波抑制和无功补偿的进行，提供了可靠的依据和参考。1.1.2谐波抑制的主要措施由此从改善电力系统电能质量，保证系统可靠性出发，提高功率因数，抑制高次[2]谐波这两大课题推动了各种谐波抑制和无功补偿技术的竞相

6、发展。抑制谐波主要有两种途径：主动型：从装置本身出发，对电力电子装置本身进行改造，设计不产生谐波而且保持单位功率因数的变流器；被动型：装设谐波补偿装置来补偿，对各种谐波源都适用。主动型的谐波抑制方案主要有:①、多脉整流及准多脉整流大功率电力电子装置(几百千瓦以上)常采用12脉或24脉变流器以减小电网侧谐波电流，理论上讲，脉数愈多，对谐波的抑制效果愈好，但是脉数愈多，则整流变压器的连线愈复杂，体积愈大，成本也愈高，因此脉数并非愈高愈好。②、多电平变流技术对电流型变流器，将方波电流波形叠加，可以使输入

7、电流为接近正弦且与电源电压同相位的阶梯波。对电压型变流器，必须用联接电感与交流电源相连，大多采用相移多重化，将方波电压叠加，使得变流器在电网侧产生的电压是接近正弦的阶梯波，且与电源电压保持一定的相位关系。③、脉宽调制(PWM)技术对于几百kVA以下中小功率的应用，可以利用功率因数校正技术，来提高网侧功率因数和消除网侧的谐波电流。由于采用的是中高频PWM调制技术，所以不需要工频变压器。被动型的谐波抑制方案主要有:①、无源滤波方案无源滤波方案是目前采用得最为广泛的谐波抑制手段。无源电力滤波器(Pass

8、ive3华中科技大学硕士学位论文PowerFilter，简称PPF)由一组针对特定频率的LC单调谐滤波器组成，既可以补偿谐波，又可以补偿无功功率。无源补偿的基本原理是利用电容器提供的超前无功电流补偿电网的滞后无功；利用电感、电容构成的各次谐波滤波器或陷波器，吸收电网基频以外的谐波。有关无源滤波器的研究已趋成熟，在实际系统中已得到广泛应用。②、有源电力滤波器有源电力滤波器(ActivePowerFilter，简称APF)是一种动态抑制谐波和补偿无功的新型电力电子装置，它能对大小和频率