并联混合型有源电力滤波器的研究

湘潭大学《电力电子》课程设计报告题目：三相并联型有源电力滤波器的设计学院：信息工程学院班级：11级自动化二班******学号：**********指导教师：***完成日期：2014 年07月02日摘要随着现代工业技术的发展，电力系统中非线性负荷大量增加。

各种非线性和时性电子装置大规模地应用，造成电能质量恶化。

电力有源滤波器以其优越的补偿性能，已成为电力电子技术领域的研究热点之一。

而其中并联型有源电力滤波器过去和将来都将占据重要地位。

有源电力滤波器的两大关键技术是谐波与无功电流的检测和补偿电流控制。

实时、准确地检测出电网中瞬态变化的谐波与无功电流是有源电力滤波器进行精确补偿的前提。

为了验证所提出的检测方法和控制方法的正确性，本论文用MATLAB2010b/SIMULNIK进行了仿真研究。

仿真结果表明本文所设计的滤波器可以很好的滤除谐波，完成抑制谐波的作用。

关键词:有源电力滤波器;谐波与无功电流检测:补偿电流控制;三角波比较和滞环控制；仿真第一章谐波概述1.1谐波产生的原因：电网中的谐波主要是由各种大量电力和用电变流设备以及其它非线性负载产生。

当正弦基波电压(当电源阻抗为零阻抗时)施加于非线性负荷时，负荷吸收的电流与施加的电压波形不同，畸变的电流影响电流回路中的配电设施。

系统中的主要谐波源可分为两大类:①含半导体非线性元件的谐波源；②含电弧和铁磁非线性设备的谐波源。

所有这些都使得电力系统的电压、电流波形发生畸变，从而产生高次谐波。

1.2谐波对电网的危害理想的公用电网所提供的电压应该是单一而固定的频率以及规定的电压幅值。

谐波电流和谐波电压的出现，对电力系统的环境造成污染，影响系统的电气环境。

谐波污染对电力设备的危害是严重的，近三四十年来，各种电力电子装置的迅速普及使得公用电网的谐波污染日趋严重，谐波危害加重。

综合来说，谐波对电网及其它系统的影响大致有以下几种：1)谐波使公用电网中的元件产生了附加的谐波损耗，降低了发电、输电及用电设备的效率，大量的3次谐波流过中性线时会使线路过热甚至发生火灾。

混合型有源电力滤波器的设计及研究的开题报告标题：混合型有源电力滤波器的设计及研究摘要：本研究旨在设计一种高性能的混合型有源电力滤波器，并对其进行研究。

通过对传统的电力滤波器进行改进，引入有源元件，达到更为准确和有效的滤波效果。

本文将从理论和实验两个方面出发，分别探讨电力滤波器的设计和优化及其在实际应用中的表现。

通过对不同类型信号的滤波，验证该有源电力滤波器的有效性，以及在不同负载情况下的稳定性。

关键词：混合型有源电力滤波器；滤波效果；稳定性；传统电力滤波器背景：电力滤波器作为电力电子设备中的关键元件，主要用于对电力负载中杂波和谐波进行滤波，以防止对电网和其他电力设备的干扰。

传统电力滤波器使用被动元件，如电感和电容，来实现滤波功能。

但由于其固有的设计缺陷，无法应对复杂的电力负载，同时难以实现高精度的滤波效果。

有源电力滤波器则是一种通过引入有源元件，例如功率放大器，从而优化和提升滤波效果的电力滤波器。

研究目的：本研究旨在设计一种高性能的混合型有源电力滤波器，并通过理论和实验探究其性能和稳定性，并与传统电力滤波器进行对比研究。

研究方法：本文将从三个方面开展研究：混合型有源电力滤波器的设计和优化、滤波效果的理论分析和仿真验证、以及在实际应用中的表现研究。

利用MATLAB等相关软件，对混合型有源电力滤波器的电路组成和参数进行模拟和分析，通过设计电路原理图和PCB电路板，完成滤波器的实际制作。

同时，在实验室和现场测试滤波器的性能和稳定性，以及与传统电力滤波器的对比研究，评估其在不同应用场景下的适应性。

预期结果：通过本研究，预计可以设计出一种性能稳定、滤波效果优良的混合型有源电力滤波器，解决传统电力滤波器存在的一系列问题，具有广泛的应用潜力。

同时，在具体实验和应用过程中，可以验证其在不同负载情况下的稳定性和滤波效果，对于电力负载滤波相关领域的研究和开发也将具有一定的参考和借鉴价值。

混合型有源滤波器的研究【摘要】随着电力电子技术的不断进步以及大功率可关断器件的高速发展,有源电力滤波器(active power filter,apf)在抑制电网中的谐波、补偿供电系统的无功功率等方面得到广泛应用。

本文对混合型有源进行了研究,提出了一种适合工程中应用的大功率混合型有源滤波器,并对该滤波器的参数进行了设计。

【关键词】 apf拓扑结构逆变器1 前言有源滤波器已经被许多国家广泛应用到供电系统中,该类滤波器不但能够对用户自身谐波进行补偿还能够提高整个供电系统的服务质量。

随着研究的深入与需求的提高,有源滤波器正向着谐波补偿次数更高、单机容量更大方向发展以满足日益夸大的供电系统。

目前,制约有源滤波器发展的技术瓶颈主要是开关器件容量低和成本较高,为了克服这两个难题,可以采用有源滤波器和lc无源滤波器结合使用,构成混合型大功率电力滤波器(high-capacity hybrid active power filter)。

在混合型有源滤波器中,可以把谐波补偿的主要任务交给lc无源滤波器完成,同时又兼顾了开关频率高的特点,从而克服开关器件容量低、成本高的特点,平衡了开关频率和容量的矛盾。

本文对混合型有源滤波器的基本原理和拓扑结构进行了研究,提出了一种新型的混合型有源滤波器,仿真实验证明所设计滤波器的谐波补偿效果较好。

2 有源滤波器及其拓扑结构2.1 有源滤波器基本原理以并联型有源滤波器为例对其基本原理介绍。

有源滤波器包括两大部分:指令电流运算电路和补偿电流发生电路,其中补偿电流发生电路又由电流跟踪控制电路、驱动电路和主电路三部分组成。

指令电流运算电路的主要作用是对补偿对象中的谐波和无功电流分量进行检测,得到补偿指令信号,为后续的补偿做准备,补偿电流发生电路根据指令电流运算电路检测得到补偿指令进行电流补偿操作,使得补偿电流和负载中产生的谐波和无功相抵消。

通常选择pwm变流器作为图中的主电路,在补偿电流时作为逆变器使用。