APF

目录第一部分谐波问题及研究现状第二部分有源电力滤波器的原理第三部分有源电力滤波器的系统构成第一部分一、谐波问题及研究现状谐波的定义：谐波是一个周期电气量的正弦波分量，其频率为基波频率的整数倍。例如：我国电力系统的基波频率为50Hz，因此2次谐波为100Hz，3次谐波为150Hz.谐波产生的原因：电力系统中的各种非线性元件是产生高次谐波的主要原因。按照非线性元件的类型，电力系统谐波源可以分为：1、含有半导体非线性元件的电力电子装置谐波源；例：二极管，晶闸管；2、含有电弧和电磁非线性设备的谐波源。例：旋转电机、变压器、电弧炉、交流电焊机及日光灯。一、谐波问题及研究现状谐波的危害：1、增加了系统中元件的附加谐波损耗，降低了发电、输电及用电设备的使用效率；大量的3次谐波流过中线时会使线路过热甚至发生火灾；2、谐波影响各种电气设备的正常工作；3、当谐波频率与输电系统固有的特征频率重合时，可能会放大谐波分量，增加设备的附加损耗和发热，造成设备故障；4、谐波会导致继电保护和自动装置的误动作，并使电气测量仪计量不准确；5、谐波会对邻近的通讯系统造成明显的干扰，降低通讯质量。一、谐波问题及研究现状谐波的国家标准：电网标称电压/KV电压总谐波畸变率/%0.385.064.010353.0661102.0一、谐波问题及研究现状谐波抑制高功率因数变流器多相整流技术脉宽调制(PWM)整流技术有源功率因数校正器(APFC)无源滤波器（PF)单调谐滤波器双调谐滤波器三调谐滤波器C型滤波器有源滤波器(APF)串联型APF并联型APF混合型APF谐波的抑制：提高电能质量有源电力滤波器工作原理：(主动）产生和谐波源谐波电流具有相同幅值而相位相反的补偿电流来达到消除谐波的目的。二、有源电力滤波器的原理并联有源电力滤波器二、有源电力滤波器的原理串联有源电力滤波器一、谐波问题及研究现状二、有源电力滤波器的原理二、有源电力滤波器的原理谐波的快速检测：有助于充分发挥有源滤波器的快速性，提高其快速补偿能力。核心思想：1.从电流中提取基波分量或谐波分量———快速FFT方法；2.利用系统电压和电流的关系快速提取谐波分量——瞬间功率理论；基于FFT的数字分析法：采用移动窗口的方法，存在一个周期的延时，运算复杂。二、有源电力滤波器的原理单相谐波的快速检测方法：f(t)利用傅里叶级数展开构造F1和F2基波分量二、有源电力滤波器的原理三相谐波的快速检测方法：基于瞬间无功功率理论二、有源电力滤波器的原理二、有源电力滤波器的原理电力系统的谐波源电流源型和电压源型缺点：难以准确地找到非线性负荷所在位置二、有源电力滤波器的原理串联补偿是面对特定用户的补偿；并联补偿适合于供电部门安装。三、有源电力滤波器的系统构成并联型串联型三、有源电力滤波器的系统构成混合型串并联型三、有源电力滤波器的系统构成谐波检测电压互感器（PT)和电流互感器（CT）三、有源电力滤波器的系统构成预处理：将电压或电流互感器输出的电流信号转换为电压信号并进行适当的滤波与放大。采样保持和A/D转换：按照采样定理，信号的采样频率必须为信号频率的2倍才能复原该信号，但实际中为了获得较好的效果，一般要求采样频率为信号频率的4倍以上才能较好的得到该信号。三、有源电力滤波器的系统构成控制系统三、有源电力滤波器的系统构成数字控制系统DSP芯片既要处理控制算法又要产生脉冲三、有源电力滤波器的系统构成一个DSP处理器用来完成采样控制，保护容错，谐波检测和计算输出参考电流波形—可以采用C语言编程实现另一个DSP处理器用来产生高精度PWM脉冲，并进行精确的系统测频---一般采用汇编语言编程三、有源电力滤波器的系统构成主回路三相三线制三、有源电力滤波器的系统构成主回路三相四线制三、有源电力滤波器的系统构成主回路三相四线制三、有源电力滤波器的系统构成器件选型高频小容量---MASFET管中等容量中等频率—绝缘门极双极性晶体管（IGBT)大容量低频---门极可关断晶闸管（GTO）致谢