電網(wǎng)中有源濾波器無功補償技術(shù)研究匯編

1、電網(wǎng)(dinwng)中有源濾波器諧波抑制方法研究謝德茂共二十二頁一、應(yīng)用背景(bijng)二、LC調(diào)諧濾波器三、有源濾波器目錄(ml)共二十二頁電力系統(tǒng)作為(zuwi)另一種“環(huán)境”，也同樣面臨著污染問題“污染源”：諧波、無功功率一、應(yīng)用(yngyng)背景電網(wǎng)非線性負載諧波晶閘管整流設(shè)備，如開關(guān)電源變頻設(shè)備，如水泵、電梯等電弧爐、電石爐氣體放電類電光源，如熒光燈家用電器，如變頻空調(diào)共二十二頁（1）諧波使設(shè)備產(chǎn)生附加諧波損耗，降低配電設(shè)備及用電設(shè)備的效率（2）諧波會影響各種( zhn)電氣設(shè)備的正常工作。諧波引起過電壓、過電流使變壓器嚴重過熱；使電容器、電纜過熱，絕緣老化，壽命縮短（3）諧波會

2、引起公用電網(wǎng)局部諧波放大，甚至并聯(lián)諧振和串聯(lián)諧振（4）諧波導致繼電保護和自動裝置的誤動作和拒動作諧波(xi b)的危害共二十二頁1、對電力電子裝置本身進行改進，使其不產(chǎn)生諧波2、補償(bchng)傳統(tǒng)方法：LC調(diào)諧濾波器（無源濾波器）新方法：有源濾波器(Active Power Filter，APF）諧波(xi b)抑制方法共二十二頁無功的產(chǎn)生(chnshng)：非線性元件的使用，電流與電壓存在相角。 Q=UIsinQ表示了有能力交換而并不消耗能量Q表示了這種能力交換的幅度無功的危害：導致電源（電網(wǎng)）效率降低，電網(wǎng)供電能力下降，增加損耗。如不采取措施補償無功，可能導致電網(wǎng)故障。如大停電補償技術(shù)

3、：同步調(diào)相機，并聯(lián)電容器，靜止無功補償裝置（SVC)，靜止無功發(fā)生器（SVG）無功(w n)補償共二十二頁工作原理：利用(lyng)電容、電感、電阻的組合設(shè)計構(gòu)成的濾波電路，可濾除某一次或多次諧波?；緸V波電路二、LC調(diào)諧(tioxi)濾波器（1）電容濾波（2）C-R-C濾波（3）L-C電感濾波（4）C-L-C濾波共二十二頁優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉、運行成本可靠性較高、運行費用減低缺點：（1）受系統(tǒng)影響，存在諧波放大和共振的危險（2）頻率影響，諧振點偏移，效果降低（3）負載(fzi)影響，可能因超載而損壞共二十二頁工作原理：利用可控的半導體器件向電網(wǎng)注入與諧波源電流幅度相等、方向相反的電流，使

4、電源總諧波電流為零特點：1）不僅能補償各次諧波，還可抑制閃變、補償無功，有一機多能的特點，在性價比上較為合理；2）濾波特性不受系統(tǒng)(xtng)阻抗等的影響，可消除與系統(tǒng)阻抗發(fā)生諧振的危險3）具有自適應(yīng)功能，可自動跟蹤補償變化著的諧波，即具有高可控性和快速響應(yīng)等特點三、有源濾波器共二十二頁共二十二頁按逆變器直流側(cè)儲能元件(yunjin)的不同有源濾波器的分類(fn li)共二十二頁共二十二頁并聯(lián)(bnglin)型按拓撲結(jié)構(gòu)(jigu)分類設(shè)當電源Us單獨作用時希望APF產(chǎn)生的電流 ，讓APF產(chǎn)生的諧波電流抵消諧波電流。其中，isf是基波電流，ish是諧波電流APF可以等效為一個受諧波電流控制的電

5、流源共二十二頁實現(xiàn)此類APF的核心問題：產(chǎn)生諧波電流方法：直接檢測(jin c)出諧波電流和無功大小ic，這類方法實現(xiàn)較復雜直接檢測出基波或有功電流iS，以及負載電流iL，根據(jù)疊加定理求出補償電流主要適用場合主要適用于電流源型非線性負載的諧波電流抵消、無功補償以及(yj)平衡三相系統(tǒng)中的不平衡電流等優(yōu)點：既可以濾波，也可以進行無功補償。缺點：檢測受電源側(cè)線路阻抗與電源阻抗影響。共二十二頁APF可以(ky)等效為一個受控電壓源，uAF=K*ish其中is是電源電流，usf是基波電壓，ush是諧波電壓Isf是基波電流，ish是諧波電流串聯(lián)(chunlin)型圖5 串聯(lián)型APF等效電路圖共二十二頁主

6、要使用于電壓源型非線性負載，它是通過一個匹配變壓器將有源濾波器串接于電源和負載之間，以此消除電壓諧波，平衡或調(diào)整負載端電壓優(yōu)點：既可以(ky)濾波，又可當電壓調(diào)節(jié)器使用缺點：補償范圍受限。主要受串聯(lián)在電路中的變壓器影響串聯(lián)型APF實現(xiàn)的關(guān)鍵問題之一：根據(jù)實測電壓，從中提取出諧波電壓，形成(xngchng)補償電壓共二十二頁串-并聯(lián)(bnglin)型分析方法與前兩種方法類似，此類APF兼有串、并聯(lián)型的優(yōu)點，又把兩者各自缺點給彌補了，可以解決(jiju)絕大多數(shù)電能質(zhì)量問題，被稱為萬能APF，但是造價昂貴。共二十二頁APF具有高度可控制和快速響應(yīng)特性，并且可以實時跟蹤補償各次諧波、自動產(chǎn)生所需變化

7、的無功功率，因而已成為電力諧波抑制和無功補償?shù)闹匾侄巍ｋS著我國對電網(wǎng)諧波污染(wrn)治理日益重視，“綠色電力電子”的呼聲越來越高，電力有源濾波器必然會得到廣泛的推廣應(yīng)用，給我國電力工業(yè)帶來巨大的經(jīng)濟效益和社會效益。結(jié)束語共二十二頁對于并聯(lián)型APF，電源側(cè)有由上式可見，電源側(cè)為基波電流，高次諧波已經(jīng)被慮除。當補償電源的輸出電流為則電源側(cè)電流為可見，此時補償電源既可以(ky)濾波，又可以(ky)實現(xiàn)無功補償。無功是如何(rh)補償?shù)墓捕撾娏ο到y(tǒng)中諧波和無功電流的檢測方法主要分為頻域和時域兩大類。頻域檢測方法主要有兩種：三相電流快速傅里葉分解以求得補償分類 直接(zhji)使用帶通濾波器等

8、設(shè)備檢測各補償分量。時域檢測方法有多種：目前使用最多的是基于瞬時無功功率理論的電流檢測法，根據(jù)瞬時無功功率理論，通過分理出三相電流中的有功和無功電流就能獲得諧波電流。 自適應(yīng)干擾對消法及基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的自適應(yīng)檢測法。同步檢測法。小波變換提取基波分量的方法?；谧钚⊙a償電流的（LCC)畸變電流的檢測方法。APF如何(rh)實現(xiàn)實時的諧波補償共二十二頁謝謝(xi xie)！共二十二頁內(nèi)容摘要電網(wǎng)中有源濾波器諧波抑制方法研究。（1）諧波使設(shè)備產(chǎn)生附加諧波損耗，降低配電設(shè)備及用電設(shè)備的效率。（3）諧波會引起公用電網(wǎng)局部(jb)諧波放大，甚至并聯(lián)諧振和串聯(lián)諧振。（4）諧波導致繼電保護和自動裝置的誤動作和拒動作。傳統(tǒng)方法：LC調(diào)諧濾波器（無源濾波器）。（2）C-R-C濾波。（4）C-L-C濾波。3）具有自適應(yīng)功能，可自動跟蹤補償變化著的諧波，即具有高可控性和快速響應(yīng)