有源滤波器在无功补偿与谐波抑制中的作用

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1、2009年第2期仪表技术·4l·有源滤波器在无功补偿与谐波抑制中的作用李伟彬，宋仲康(武汉理工大学自动化学院，湖北武汉430070)摘要：文章对电力电子系统的无功功率与谐波抑制方法进行分析，并对并联有源电力滤波器进行了理论分析，对系统加入有源电力滤波器前后利用Matlab／Simulink分别进行仿真研究，比较功率因数和总谐波畸变率，最终满足加入有源电力滤波器后的功率因数接近1，交流侧电流总谐波畸变率小于5％。负载不对称时，加入有源电力滤波器后三相电流完全平衡。关键词：无功补偿；谐波抑制；有源滤波器；Matlab仿真中图分类号：TM76文献标识码：B文章编号：1006—2394(20

2、09)O2—0041一O2TheFunctionofActivePowerFilterinReactivePowerCompensationandHarmonicRestrainingLIWei．bin．SONGZhong—kang(DepartmentofAutomation，WuhanUniversityofTechnology，Wuhan430070，China)Abstract：Thereactivepowercompensationandharmonicrestraininginpowerelectronicsystemareanalyzedinthispaper．Thet

3、heoreticalanalysisoftheactivepowerfilteriscompleted．ThesystemunjoinedandjoinedtheactiveelectricpowerfilteraresimulatedbytheMATLAB．Thepowerfactoriscomparedwiththetotalharmonicdistortion．Intheend．thepowerfactorofthesystemwiththeelectricpowerfilterreachesnearto1andthetotalharmonicdistortionoftheAC

4、sidecurrentissmallerthan5％．Whileloadsareunsymmetrica1．thethreephasecurrentsofthesystemwiththeelectricpowerfilterarebalanceablecompletely．Keywords：reactivepowercompensation；harmonicrestraining；activepowerfilter；Matlabsimulation映用电设备使用情况和电力的有效利用问题，同时也1谐波和无功功率的意义间接地反映了用电管理水平。从电工学上知：有功功率P、无功功率Q、视在功

5、对周期性非正弦电量进行傅立叶级数分解，除了率s，三者满足如图1所示的功率三角形，把有功功率得到与电网基波频率相同的分量，还得到一系列大于与视在功率之比称为功率因数A。电网基波频率的分量，这部分电量称为谐波。谐波实际上是一种干扰量，使电网受到“污染”。谐波主要由谐波电流源产生，当正弦基波电压施加于非线性设备时，设备吸收的电流与施加的电压波形不同，电流因而发生了畸变，由于负荷与电网相连，故谐波电流注入到电网中，这些设备就成了电力系统的谐波源。P2并联型有源电力滤波器的基本工作原理图1功率三角形即：P=Ulcos~v图2所示为最基本的有源电力滤波器系统构成的Q=Ulsimp原理图。E表示交

6、流电源，。表示系统电流，。表示负s：Ul。载电流，i表示补偿电流，i表示负载电流中的无功分功率因数为：A：eos=P／S量。这说明功率因数越小，无功功率消耗越多。因此，负载为谐波源，产生谐波并消耗无功。有源电力功率因数是用电部门很重要的技术指标，它的高低反滤波器系统由两大部分组成，即指令电流运算电路和收稿日期：2008—09作者筒介：李伟彬(1978一)，男，硕士研究生，研究方向为电力监控与检测技术；宋仲康(1964一)，男，副教授。·42·仪表技术2009年第2期电力滤波器。系统采用电压型PWM逆变器。有源电力滤波器得到与电源电压同相位，由负载电流有功分量的大小决定其幅值的三相对称

7、电流指令信号，并根据此指令信号与输出的实际三相电流进行滞环比较，对PWM逆变器的电流跟踪控制。由图3可以看出，系统通过加入有源滤波器的补偿电流i原来发生畸变的三相负载电流i补偿为．补偿电流发生电路(由电流跟踪控制电路、驱动电路和主电路三个部分构成)。其中指令电流运算电路的核心是检测出补偿对象电流中的谐波和无功等电流分0．120．13O．14o．15O．16O．17O．18O．190．2量，因此有时也称之为谐波和无功电流检测电路。补时间／s偿电流发生电路的作