串联混合型有源电力滤波器的仿真研究.pdfVIP

第 25卷第 5期 电 力 科 学 与 工 程 Vo1．25，No．5 2009年 5月 ElectricPowerScienceandEeIgineering May，2009 串联混合型有源电力滤波器的仿真研究 毕向阳，朱 凌，李 伟 (华北电力大学 电气与电子工程学院，河北保定071003) 摘要：通过建立混合系统的单相等效电路图，分析了串联混合型电力滤波器的补偿特性，并且给出了无源 滤波器的参数设计、耦合变压器的参数设计、输出滤波器的设计及有源滤波器主电路的选择。利用MATLAB 构建了仿真模型，给出了仿真参数，得到了仿真结果。仿真结果表明了串联混合型有源电力滤波器理论分 析的正确性。 关键词：串联混合型电力滤波器；补偿特性；参数设计；MATLAB仿真 中图分类号：TM92 文献标识码：A 使电网电流成为正弦波；而串联型滤波器输出补偿 0 引 言 电压，抵消由负载产生的谐波电压，使电网电压波 形成为正弦波。 随着 电力电子技术的发展与应用，变频器、开 串联混合型电力滤波器同时兼有无源滤波器与 关电源、UPS和整流器等装置 日益普及。这些电 有源滤波器的优点，并能很好地解决各 自存在的问 力电子设备一方面提高了电网运行的经济效益，另 题，可实现在大功率场合下对谐波和无功功率的有 一 方面也造成了对电网的谐波污染；所以，治理谐 效补偿，并能克服LC滤波器易受电网阻抗的影响、 波污染、抑制谐波源谐波注入 电网，维护绿色环境 易与电网阻抗发生谐振等缺点 [1,21。 成为当前国际和国内的研究重点之一。抑制谐波的 手段主要分为无源滤波和有源滤波两种类型，借助 1 串联型有源电力滤波器的补偿特性 全控 电力电子开关器件的有源 电力滤波器，是现代 发展起来的一种抑制谐波的重要手段。有源 电力滤 1．1常见的三相三线制串联混合型有源电力滤波器 波器又分为串联型和并联型：并联型有源滤波器向 目前广泛研究的串联混合型有源电力滤波器 电网注入补偿 电流，抵消谐波源产生的谐波电流， 其结构 口如图 1所示。它由串联型有源滤波器、 串联型APF 图1 三线制串联混合型有源电力滤波器结构示意图 收稿 日期：2009-01—01． 作者简介：毕向阳 (1981一)，男，华北电力大学电气与电子工程学院硕士研究生 电 力 科 学 与 工 程 2009芷 无源滤波器、输出滤波器以及耦合变压器 4部分 谐波源。 组成。 其中，特定次谐波和无功功率主要由无源滤波 2 混合系统设计 器补偿，采用多个单调谐滤波器组成。单调谐滤波 器的调谐频率根据被补偿对象的谐波成分确定。对 2．1无源滤波器的设计 于6脉波整流器，无源滤波器可由5次、7次和 11 混合系统中，无源滤波器起着主要的谐波抑制 次单调谐滤波器构成。 和无功补偿的作用。设计无源滤波器可根据谐波源 有源滤波器 (APF)采用电压型逆变器。它输 中各次谐波含量和无功补偿的要求来确定其参数 。 出各次谐波电压的叠加，用以滤除电网的部分谐波 本文采用结构简单、控制方便的串联单调谐滤波 并抑制电网阻抗与无源滤波器之间的谐振。 器。为了滤除 h次谐波并补偿无功功率，其设计 输出滤波器采用LC低通滤波器，用以滤除电 步骤如下： 压型逆变器开关器件产生的高频毛刺。 (1)确定电容器容量 Qc，单位为 MVar，等 耦合变压器一方面是用于将有源滤波器产生的 于补偿谐波源所需要的无功功率。 参考