文 献 综 述

一、课题研究背景及意义

随着大容量电力电子装置在高压交流电力系统中日益广泛的应用，谐波和无功等问题严重地威胁着系统自身的安全稳定运行。而传统的LC滤波器等有谐波抑制和无功补偿的诸多缺陷，作为一种新型的滤波器#8212;#8212;有源电力滤波器，为谐波问题提供了有效的解决途径^[1]，是利用可关断电力电子器件，产生与负荷电流中谐波分量大小相等、相位相反的电流来抵消谐波的滤波装置。即实现了动态跟踪补偿，又可以补谐波和补无功。

电力系统的谐波问题，早在20世纪20年代就引起了人们的注意。当时在德国，由于使用静止汞弧变流器而造成了电网电压和电流波形的畸变^[2]。到了20世纪50－60年代由于高电压直流输电技术的发展，针对换流器产生谐波问题发表了大量的研究文章。70年代以来，随着电力电子技术的发展，以及各种电力电子装置在电力系统中的大量使用，使得谐波造成的危害也日益严重。特别是近20年来随着功率电子器件、微电子技术的飞速发展和高频开关电源的大量使用，谐波问题更加引起了世界各国的广泛重视。现代电力系统的发电机在正常稳态运行条件下，不会产生多少谐波电动势。含有整流电路的电力电子装置在电网中是典型的谐波源^[3]，引起谐波的谐波源主要有：（1）电力变压器的非线性励磁；（2）旋转电机引起的谐波；（3）电弧炉引起的波形畸变；（4）各种电器设备的工作电源(特别是高频开关电源)产生的谐波。 随着电力电子装置的日益增多和容量的不断增大，上述（4）部分产生的谐波比重越来越大，目前已成为主要的谐波污染源。

目前，谐波抑制的一个重要趋势是采用有源滤波器。有源滤波器是一种电力电子装置。这种滤波器能对频率和幅值都变化的谐波进行跟踪补偿，且补偿特性不受电网阻抗的影响，既可以对一个谐波和无功源单独补偿，也可对多个谐波和无功源集中补偿，因而受到广泛的重视。

本课题依此为背景，了解有源电力滤波器（APF）的基本原理、研究现状和发展趋势，并给出抑制电力系统中非线性负荷产生谐波的控制算法，利用pscad仿真软件对电力有源滤波器进行建模和仿真研究。达到补偿电网上面谐波及无功电流的效果。

二、研究现状

有源电力滤波器作为改善供电质量的一项关键技术，在日本、美国、德国等工业发达国家己得到了高度重视和日益广泛的应用。特别是80年代以来，随着电力电子技术以及PWM控制技术的发展，有源电力滤波器的研究逐渐活跃起来，成为电力电子技术领域的研究热点之一。现在有源电力滤波器的实际应用在日本及欧美国家越来越多^[4]。

七十年代初有源滤波器的基本原理和电路拓扑结构就已确定，但由于受到当时功率半导体器件水平以及控制策略的限制，有源电力滤波器的研制一直处于试验研究阶段．直到进入八十年代以来，随着新型电力半导体器件的不断发展、脉宽调制技术的不断进步以及基于瞬时无功功率理论的谐波电流瞬时检测方法的提出，使有源电力滤波器得到迅速完善和发展日。