基于瞬时无功理论的并联混合有源电力滤波器的研究

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电力电子器件及整流装置的大量应用,使得电网受到谐波的影响越来越严重,近年来,伴随着电力电子技术的飞速发展,采用有源电力滤波器进行波形补偿成为当前主要的发展方向,本文研究基于瞬时无功理论的并联混合有源滤波器具有重要意义。首先对谐波的产生原因和危害以及国内外对谐波研究的现状进行了详细研究,对有源电力滤波器类型进行了详细分析,并重点研究了基于瞬时无功功率理论的谐波检测技术。分析了Butterworth、ChebychevⅠ型低通滤波器、ChebychevⅡ型低通滤波器参数对谐波检测结果的影响,其中包括滤波器阶数、截止频率等。仿真结果表明,2阶,截止频率为20Hz的Butterworth型低通滤波器在采用瞬时无功理论实现谐波检测的电路中动态响应较快,检测精度高,实现成本低。对影响谐波电流检测效果的低通滤波器进行了进一步研究,采用一种自适应谐波电流检测方法,该算法采用变步长最小均方误差自适应滤波器作为检测电路中的低通滤波器,经过理论分析和仿真试验验证,该算法与传统算法相比可更快检测出谐波电流的指令信号,具有更好的稳态检测精度。并联混合型有源电力滤波器采用电容注入补偿电流的方式,将有源滤波器的补偿电流耦合到电网中,以减小有源滤波器装置容量。采用MATLAB/SIMULINK下的SimPowerSystems对电容注入式并联混合型有源电力滤波器进行了仿真研究,搭建了包括电源部分、谐波检测部分、无源滤波器部分、指令信号发生部分的仿真模型。仿真结果表明采用电容注入式并联混合型有源电力滤波器能有效地抑制非线性负载产生的谐波电流。
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