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随着电气化铁路的快速发展,电力牵引负荷也得到迅猛增长。电力牵引机车作为大功率单相整流负荷,其电流具有严重的不对称性和很大的随机性,是一种典型的谐波源,它不仅造成了电力系统的谐波污染,同时也给电力系统及其公共连接点上其它用户的安全、经济运行带来了严重影响。因此,针对电力牵引负荷的谐波治理是当前谐波抑制技术中的一个热门课题。本文首先对有源滤波器(APF)的基本原理和拓扑结构进行介绍,详细分析了混合型APF的滤波原理,并建立了并联混合型APF的电气模型,探讨不同基本控制策略下并联混合型APF的滤波原理及优缺点。有源电力滤波装置的谐波电流检测精度直接影响谐波补偿的效果。基于瞬时无功功率理论的谐波电流检测方法,是目前有源电力滤波装置中广泛采用的检测方法。本文介绍了几种检测方法,重点研究了基于瞬时无功功率理论的检测方法,并给出对单相有源电力滤波器的电流检测方法。通过MATLAB仿真,表明基于瞬时无功功率理论的检测方法响应速度快,实时好,精度高,适合作为电气化铁道的谐波电流检测方法。补偿电流的控制方法是实现有源电力滤波器功能的核心环节。本文介绍了常用的三角波比较法、滞环比较法、无差拍控制法和空间矢量PWM(SVPWM)法。在分析SVPWM控制过程的基础上,采用了在单相混合型有源滤波器控制中应用SVPWM的方法。为了验证谐波电流检测方法和补偿电流控制方法的正确性,本文用MATLAB7.0对电气化铁道供电系统的单相混合型电力滤波器进行仿真研究。仿真结果表明,当采用基于瞬时无功功率理论的谐波电流检测方法,并结合SVPWM补偿电流控制方法,混合型电力滤波器能有效地滤除电力机车产生的绝大部分谐波,将电源电流的畸变率降至国标允许范围之内。混合型电力滤波器具有良好的动态性能,能够实时跟踪谐波电流的变化,同时还可以有效地抑制电气化铁道供电系统中的谐波及无功电流,达到综合补偿的目的。