论文总字数：14408字

摘 要

随着电力电子器件的大规模使用，电网的谐波污染日益严重，影响了电气设备的正常工作，因此消除谐波，抑制谐波污染刻不容缓。有源电力滤波器和无源电力滤波器各有其优缺点，而由两者构成的混合型有源电力滤波器可以取长补短，不仅可以降低谐波补偿系统的投资成本，而且可以提高谐波补偿系统的性价比。所以对混合型有源电力滤波器系统的研究具有重要的现实意义。

本文首先介绍了谐波的产生、危害及治理，然后主要分析了无源滤波器、有源滤波器和混合型有源滤波器各自的工作原理、分类及优缺点。其次介绍了几种谐波电流的检测方法和补偿谐波电流的控制策略。最后利用MATLAB对混合型有源电力滤波器模型进行仿真，仿真结果表明设计的混合型有源电力滤波器的补偿特性和滤波效果很好，验证了本文研究的混合型有源电力滤波器的有效性和可行性。

关键词：谐波，混合型有源电力滤波器，MATLAB仿真

Abstract：With the large-scale use of power electronic devices, harmonic pollution of power systems becomes more and more serious, thus eliminating the harmonic, curbing harmonic pollution brook no delay. The Active Power Filter (APF) and Passive Filter (PF) has its own advantages and disadvantages. But the Hybrid Active Power Filter (HAPF) composed of Passive Filter and Active Power Filter can have their advantages and eliminate their disadvantages, not only can reduce investment costs of the harmonic compensation system but also can improve the ratio of price and performance in the system. So the study of HAPF is of important practical significance.

Firstly, this paper introduces the harmonic generation, hazards and governance, and then analyzes the working principle and classification of passive filter, active power filter and hybrid active power filter, compared the advantages and disadvantages for each kind of filter. Secondly, it introduces several harmonic current detection method and compensation harmonic current control strategy. Finally, using MATLAB simulation of the hybrid active power filter model. The simulation results show that the compensation characteristics of hybrid active power filter design and the filtering effect is very good, and verify that the study of the hybrid active power filter is effective and feasible.

Keywords: harmonic, hybrid active power filter, MATLAB simulation

目 录

1 绪论 4

1.1 谐波的产生 4

1.2 谐波的危害 4

1.3 谐波的治理 5

1.4 本文的主要研究内容 5

2 无源滤波器和有源电力滤波器的概述 5

2.1 无源滤波器 5

2.2 有源电力滤波器 7

2.3 混合型有源电力滤波器 8

3 谐波电流检测算法和APF的控制策略 11

3.1 瞬时无功谐波电流检测法 11

3.2 APF的控制策略 17

3.3 本章小结 18

4 混合型有源电力滤波器的仿真及分析 18

4.1 仿真模型的参数选定 18

4.2 混合型有源电力滤波器的仿真波形和结果分析 18

结论 20

参考文献 21

致谢 22

1 绪论

随着现代科技的发展，电力系统中用电负荷的结构发生了重大的改变，诸如半导体整流器以及电气化铁路、变频调整装置、晶闸管调压、家用电器等负荷和炼钢电弧炉的快速发展，由于其不平衡的用电特性、非线性以及冲击性，给电网带来大量谐波，使得公用电网污染日趋严重。另外，电网中大部分功率因数低的负载，也会给电网带来负担，影响供电的质量。三相不对称负载产生的负序电流也对会电力系统造成危害，也影响了供电的质量。目前，谐波己成为污染电力系统的严重公害之一，电力系统谐波问题已经受到人们广泛关注^[1~2]。因此必须要采取有效措施来抑制谐波，提高电能质量。混合型有源电力滤波器是治理谐波污染和提供无功补偿的有效装置，它将会在电能质量综合治理中发挥出重要的作用。

1.1 谐波的产生

随着电力电子技术的快速发展，各种电力电子器件被大量的使用。比如利用晶闸管整流和利用变频器进行调速的设备给电力系统中注入大量的谐波电流，使得电网发生畸变，随之而来的便是电网污染，造成电力系统中很多设备的安全正常运行。

谐波的产生：谐波产生的根本原因是，当电流流经负载时，与所加的电压不呈线性关系，形成了非正弦电流，从而产生谐波。电网中各种电力电子设备、变压器、发电机、电弧炉和荧光灯等都是谐波源。在电力电子器件大规模使用前，电力系统自身就包含大量的产生谐波的非线性元器件。电力电子器件大规模使用后，电力电子装置成为主要的谐波源。

1.2 谐波的危害

谐波的危害：电力电子设备的大规模应用，产生的谐波对电网造成严重污染，由于谐波产生的各种故障和事故也不断发生，人们越来越觉得谐波危害的严重性。谐波对电力系统和电网的危害有^[3]：

(1) 由于谐波损耗的存在，使得各用电设备的用电效率降低，同时三次谐波过多易烧毁电路，甚而造成火灾。

剩余内容已隐藏，请支付后下载全文，论文总字数：14408字