有源諧波抑制

有源諧波抑制22有源諧波抑制思路檢測電路驅(qū)動(dòng)電路補(bǔ)償電流計(jì)算33

指令電流運(yùn)算電路實(shí)時(shí)監(jiān)測線路中的電流，并將模擬電流信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，送入高速數(shù)字?jǐn)?shù)字信號處理器(DSP)對信號進(jìn)行處理，將諧波與基波分離，并以PWM信號形式向補(bǔ)償電流發(fā)生電路送出驅(qū)動(dòng)脈沖，驅(qū)動(dòng)IGBT或IPM功率模塊，生成與電網(wǎng)諧波電流幅值相等，極性相反的補(bǔ)償電流注入電網(wǎng)，對諧波電流進(jìn)行補(bǔ)償或抵消，主動(dòng)消除電力諧波。檢測電路補(bǔ)償電流計(jì)算驅(qū)動(dòng)電路44背景：

目前鐵路電力機(jī)車的非線性電力電子裝置的廣泛應(yīng)用，諧波污染問題日益嚴(yán)重，電力機(jī)車諧波污染輕則降低機(jī)車用電設(shè)備的效率和使用壽命，重則威脅供配電系統(tǒng)的穩(wěn)定性與安全運(yùn)行，并且會(huì)降低容量和增加損耗。

我國在1993年就頒布了限制電力系統(tǒng)諧波的國家標(biāo)準(zhǔn)《電能質(zhì)量-公用電網(wǎng)諧波》，規(guī)定了公用電網(wǎng)諧波限制和用戶向公用電網(wǎng)注入諧波電流的允許值。

然而，由于標(biāo)準(zhǔn)的嚴(yán)重滯后從某種程度上導(dǎo)致了電網(wǎng)的諧波污染大量存在。55國內(nèi)外現(xiàn)狀

國外有關(guān)電能質(zhì)量問題的研究已經(jīng)成為了熱點(diǎn)，從所適用的算法理論的擴(kuò)展，到電能質(zhì)量評價(jià)體系標(biāo)準(zhǔn)的建立，各種電能質(zhì)量問題分析方法的提出，以及用戶電力技術(shù)等改善電能質(zhì)量的研究和裝置的開發(fā)正深入進(jìn)行。在同本、美國、德國等發(fā)達(dá)國家早已經(jīng)獲得了高度的重視和廣泛的應(yīng)用。世界上有源濾波器的主要生產(chǎn)廠商有日本的三菱電機(jī)公司、美國西屋電氣公司、德國西門子公司等。僅在日本就有1000多套有源電力濾波器裝置投入到工業(yè)領(lǐng)域，容量范圍由50KVA到60KVA。其功能也越來越多，從起初的抑制諧波和無功補(bǔ)償，已經(jīng)發(fā)展到現(xiàn)在的補(bǔ)償電壓閃變及牽引變電所一次側(cè)電壓不對稱和補(bǔ)償基波無功等多項(xiàng)功能。

目前國內(nèi)生產(chǎn)的APF還有很多不足，在容量上國內(nèi)生產(chǎn)的多以小容量為主，而大容量成熟的產(chǎn)品還沒有投入使用，APF在國內(nèi)的發(fā)展還需要克服很多困難才能逐步走向成熟。66有源濾波器APF主要內(nèi)容：①瞬時(shí)無功理論，用來檢測和分離諧波電流；②APF控制算法；③matlab仿真；④濾波器和控制策略；⑤硬件電路。DSP編程，用CCS平臺(tái)來實(shí)現(xiàn)算法；77①瞬時(shí)無功理論，用來檢測和分離諧波電流；APF主要采用FFT算法，以及瞬時(shí)無功功率理論算法。首先構(gòu)造三相電流：88可得到正交αβ坐標(biāo)系變量：由上面式子得到電壓和功率：99單相電流可以分解為：就可以得到有功電流，無功電流和諧波電流：1010④濾波器和控制策略；濾波器應(yīng)用無限沖激響應(yīng)濾波器，巴特沃斯濾波器。巴特沃斯濾波器，是一種強(qiáng)大的平坦幅度相應(yīng)的低通濾波器，在各個(gè)領(lǐng)域內(nèi)已有廣泛應(yīng)用。

APF的電路拓?fù)浔举|(zhì)上是一個(gè)PWM變流器，控制目標(biāo)是要讓它輸出指令諧波電流。目前常用的APF的控制算法有滯環(huán)電流控制算法、三角波控制算法、空間矢量PWM控制算法、數(shù)字無差拍控制算法等。三角波控制算法是將參考電流信號和實(shí)際電流信號之間的差信號經(jīng)過PI環(huán)節(jié)后作為調(diào)制波，將三角波作為載波，調(diào)制波和載波作比較輸出開關(guān)器件的控制信號。空間矢量調(diào)制PWM控制算法是近些年來研究較多的新型控制算法，其晟重要的優(yōu)點(diǎn)是可以顯著