有源電力濾波器設(shè)計和應用中的問題與對策詳解演示文稿

有源電力濾波器設(shè)計和應用中的問題與對策詳解演示文稿現(xiàn)在是1頁\一共有43頁\編輯于星期一（優(yōu)選）有源電力濾波器設(shè)計和應用中的問題與對策現(xiàn)在是2頁\一共有43頁\編輯于星期一3諧波的危害

干擾其他電氣、電子設(shè)備，使之發(fā)生故障，甚至引起電網(wǎng)局部諧振，設(shè)備損毀；造成額外電能損耗，引起設(shè)備過熱，甚至燒毀?，F(xiàn)在是3頁\一共有43頁\編輯于星期一4有源濾波器無源濾波器無功補償?shù)妊b置++混合型并聯(lián)型串聯(lián)型現(xiàn)在是4頁\一共有43頁\編輯于星期一5準確快速穩(wěn)定的檢測與控制方法減小有源裝置容量以降低造價系統(tǒng)層面問題準確性、快速性

不滿足要求穩(wěn)定性不滿足要求諧波源波形濾波后波形現(xiàn)在是5頁\一共有43頁\編輯于星期一6有源電力濾波器造價隨容量增加而急劇上升準確快速穩(wěn)定的檢測與控制方法減小有源裝置容量以降低造價系統(tǒng)層面問題價格昂貴的全控型電力半導體器件

現(xiàn)在是6頁\一共有43頁\編輯于星期一7優(yōu)化配置穩(wěn)定控制準確快速穩(wěn)定的檢測與控制方法減小有源裝置容量以降低造價系統(tǒng)層面問題現(xiàn)在是7頁\一共有43頁\編輯于星期一系統(tǒng)層面問題的起因補償特性由有源濾波器、負載、電網(wǎng)以及可能的無源濾波器共同決定現(xiàn)在是8頁\一共有43頁\編輯于星期一負載特性對系統(tǒng)的影響與對策常規(guī)的、基于有源濾波器本身的認識常見問題：1）所需有源濾波器容量大于原有測量值2）安裝有源濾波器后負荷側(cè)諧波電流反而增大了現(xiàn)在是9頁\一共有43頁\編輯于星期一負載特性對系統(tǒng)的影響與對策更準確的、考慮負載特性的模型2023/4/1410現(xiàn)在是10頁\一共有43頁\編輯于星期一并聯(lián)型有源電力濾波器應用的一般系統(tǒng)結(jié)構(gòu)并入式混合濾波系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖

2023/4/1411現(xiàn)在是11頁\一共有43頁\編輯于星期一不同檢測點對系統(tǒng)特性的影響分析

混合系統(tǒng)中有源電力濾波器諧波電流檢測共有以下幾種方法：檢測負載側(cè)A點諧波電流控制方法；檢測無源濾波器補償后B點諧波電流控制方法；檢測電網(wǎng)側(cè)C點諧波電流控制方法；2023/4/1412現(xiàn)在是12頁\一共有43頁\編輯于星期一并入式混合型并聯(lián)濾波器單相等效電路圖只有有源只有無源混合濾波系統(tǒng)僅考慮負載諧波源時單相諧波等效電路圖

并入式混合濾波系統(tǒng)一般的控制方法2023/4/1413現(xiàn)在是13頁\一共有43頁\編輯于星期一并入式混合濾波系統(tǒng)一般的控制方法諧波全部補償控制方法的原理及其存在的問題

有源電力濾波器檢測負載全部諧波電流，輸出補償負載全部諧波。幅頻特性電網(wǎng)諧波電流分量：無源濾波器諧波電流分量：幅頻特性當GA=1時，有源電力濾波器補償全部負載諧波，無源濾波器只補償了基波無功。

2023/4/1414現(xiàn)在是14頁\一共有43頁\編輯于星期一并入式混合濾波系統(tǒng)一般的控制方法比較項目APF5次諧波APF7次諧波5次無源7次無源GA=0.539A22A37A23AGA=177A46A3.2A1.6A諧波分次補償1A2.3A72A45A有源濾波器補償所有諧波的仿真結(jié)果（GA=1）

有源濾波器補償部分諧波的仿真結(jié)果（GA=0.5）

有源濾波器不補償5、7次諧波的仿真結(jié)果2023/4/1415現(xiàn)在是15頁\一共有43頁\編輯于星期一抑制諧振作用的分析只考慮負載電流諧波ωS為電網(wǎng)基波角頻率

ωt為無源濾波器調(diào)諧角頻率

只考慮負載電流諧波的情況混合濾波系統(tǒng)控制系統(tǒng)框圖：有源電力濾波器對并聯(lián)諧振有抑制作用

2023/4/1416現(xiàn)在是16頁\一共有43頁\編輯于星期一抑制諧振作用的分析幅頻特性有源電力濾波器對串聯(lián)諧振無抑制作用

只考慮電網(wǎng)電壓畸變的情況2023/4/1417現(xiàn)在是17頁\一共有43頁\編輯于星期一抑制諧振作用的分析有源濾波器抑制并聯(lián)諧振仿真波形2023/4/1418現(xiàn)在是18頁\一共有43頁\編輯于星期一抑制諧振作用的分析有源濾波器抑制串聯(lián)諧振仿真波形2023/4/1419現(xiàn)在是19頁\一共有43頁\編輯于星期一電流檢測點位于A點對并聯(lián)諧振抑制情況分析（補償前）抑制諧振作用的分析僅投入非線性負載時的實驗波形非線性負載和無功補償電容器均投入后的實驗波形2023/4/1420現(xiàn)在是20頁\一共有43頁\編輯于星期一抑制諧振作用的分析檢測A點電流控制策略

電流檢測點位于A點對并聯(lián)諧振抑制情況分析（補償后）2023/4/1421現(xiàn)在是21頁\一共有43頁\編輯于星期一電流檢測點位于A點對串聯(lián)諧振抑制情況分析（補償前）抑制諧振作用的分析僅投入非線性負載時的實驗波形非線性負載和無功補償電容器均投入后的實驗波形2023/4/1422現(xiàn)在是22頁\一共有43頁\編輯于星期一抑制諧振作用的分析電流檢測點位于A點對串聯(lián)諧振抑制情況分析（補償后）檢測A點電流控制策略

2023/4/1423現(xiàn)在是23頁\一共有43頁\編輯于星期一一般控制方法下系統(tǒng)問題總結(jié)并入式混合型并聯(lián)濾波系統(tǒng)采用檢測負載諧波電流的控制方法主要有以下特點：

對有源濾波器、無源濾波器的容量優(yōu)化配置要求對有源濾波器的補償系數(shù)和所分擔諧波成分精心設(shè)計。有源電力濾波器改善無源濾波器的補償效果，對無源濾波器和電網(wǎng)并聯(lián)諧振有一定的抑制作用。有源電力濾波器不能抑制電網(wǎng)中由電網(wǎng)電壓畸變產(chǎn)生的諧波電流以及無源濾波器和電網(wǎng)的串聯(lián)諧振。2023/4/1424現(xiàn)在是24頁\一共有43頁\編輯于星期一不同檢測點對系統(tǒng)特性的影響分析（B點）只考慮負載電流諧波

有源電力濾波器檢測無源濾波器后電流各次頻率的諧波成分，輸出諧波補償電流為：只考慮負載電流諧波的情況2023/4/1425現(xiàn)在是25頁\一共有43頁\編輯于星期一幅頻特性不同檢測點對系統(tǒng)特性的影響分析（B點）電網(wǎng)的諧波電流分量：無源濾波器諧波電流分量：幅頻特性2023/4/1426現(xiàn)在是26頁\一共有43頁\編輯于星期一不同檢測點對系統(tǒng)特性的影響分析（B點）補償系數(shù)電網(wǎng)5次諧波負載5次諧波無源5次諧波有源5次諧波GA=0.83.8A77A73A5AGA=10A76A5A72A補償系數(shù)取0.8時補償效果仿真波形

補償系數(shù)取1時補償效果仿真波形

混合濾波系統(tǒng)對負載諧波電流補償特性的仿真結(jié)果

2023/4/1427現(xiàn)在是27頁\一共有43頁\編輯于星期一不同檢測點對系統(tǒng)特性的影響分析（B點）補償系數(shù)電網(wǎng)4.5次諧波負載4.5次諧波無源4.5次諧波有源4.5次諧波GA=0132A15A132A0AGA=0.84.7A16A4.9A16AGA=11A17A1A14A混合濾波器抑制并聯(lián)諧振仿真波形補償系數(shù)取0.8時有源濾波器抑制并聯(lián)諧振仿真波形補償系數(shù)取1時有源濾波器抑制并聯(lián)諧振仿真波形

2023/4/1428現(xiàn)在是28頁\一共有43頁\編輯于星期一不同檢測點對系統(tǒng)特性的影響分析（B點）只考慮電網(wǎng)電壓畸變的情況無源濾波器諧波電流分量：電網(wǎng)諧波電流分量：2023/4/1429現(xiàn)在是29頁\一共有43頁\編輯于星期一不同檢測點對系統(tǒng)特性的影響分析（B點）混合濾波器抑制串聯(lián)諧振仿真波形補償系數(shù)電網(wǎng)4.8次負載4.8次無源4.8次有源4.8次GA=0.85.7A8.4A228A230A補償系數(shù)電網(wǎng)4.5次負載4.5次無源4.5次有源4.5次GA=0243A24A245A0AGA=0.88A5A3.8A35A補償系數(shù)取0.8有源濾波器抑制串聯(lián)諧振仿真有源濾波器和無源濾波器諧振仿真2023/4/1430現(xiàn)在是30頁\一共有43頁\編輯于星期一電流檢測點位于B點對并聯(lián)諧振抑制情況分析（補償前）不同檢測點對系統(tǒng)特性的影響分析（B點）僅投入非線性負載時的實驗波形非線性負載和無功補償電容器均投入后的實驗波形2023/4/1431現(xiàn)在是31頁\一共有43頁\編輯于星期一不同檢測點對系統(tǒng)特性的影響分析（B點）傳統(tǒng)的只檢測B點電流控制策略

電流檢測點位于B點對并聯(lián)諧振抑制情況分析（補償后）2023/4/1432現(xiàn)在是32頁\一共有43頁\編輯于星期一不同檢測點對系統(tǒng)特性影響總結(jié)（B點）

并入式混合型并聯(lián)濾波器采用檢測無源濾波器后諧波電流的控制方法主要有以下特點：混合濾波器可以補償電網(wǎng)中由負載產(chǎn)生的諧波電流，但補償系數(shù)取值接近1時，無源濾波器補償?shù)恼{(diào)諧頻率諧波電流較少，有源濾波器的容量沒有有效減小。有源電力濾波器對無源濾波器和電網(wǎng)之間的并聯(lián)諧振有抑制作用。有源電力濾波器可以抑制由電網(wǎng)電壓畸變產(chǎn)生的無源濾波器與電網(wǎng)之間的串聯(lián)諧振。當電網(wǎng)電壓產(chǎn)生畸變時，采用該控制方法，有源電力濾波器和無源濾波器之間存在著諧振的可能。2023/4/1433現(xiàn)在是33頁\一共有43頁\編輯于星期一基于電網(wǎng)電壓Ush和A點電流檢測的PAPF復合控制方法基于網(wǎng)壓Ush和B點電流檢測的復合控制方法2023/4/1434現(xiàn)在是34頁\一共有43頁\編輯于星期一基于網(wǎng)壓Ush和B點電流檢測的復合控制方法檢測電網(wǎng)電壓Ush和B點電流的復合控制方法系統(tǒng)特性分析

2023/4/1435現(xiàn)在是35頁\一共有43頁\編輯于星期一系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù)伯德圖

由圖中不同曲線對應的相位裕量可以看出，采用檢測B點電流控制方法時，隨著電壓通道補償系數(shù)的增加，系統(tǒng)的穩(wěn)定性越來越好；隨著電容值的變化，系統(tǒng)沒有出現(xiàn)不穩(wěn)定的情況。

基于網(wǎng)壓Ush和B點電流檢測的復合控制方法檢測電網(wǎng)電壓和B點電流的復合控制方法系統(tǒng)特性分析

2023/4/1436現(xiàn)在是36頁\一共有43頁\編輯于星期一系統(tǒng)閉環(huán)傳遞函數(shù)伯德圖

基于網(wǎng)壓Ush和B點電流檢測的復合控制方法檢測電網(wǎng)電壓和B點電流的復合控制方法系統(tǒng)特性分析

當電流檢測點位于B點時，給PAPF并聯(lián)電阻后，可以使原來不穩(wěn)定的系統(tǒng)變得穩(wěn)定，同時有良好的補償效果。

2023/4/1437現(xiàn)在是37頁\一共有43頁\編輯于星期一基于網(wǎng)壓Ush和B點電流檢測的復合控制方法電流檢測點位于B——并聯(lián)諧振只檢測B點電流控制方法

檢測電網(wǎng)電壓和B點電流控制方法

采用只檢測B點電流控制方法時，系統(tǒng)不穩(wěn)定；采用檢測電網(wǎng)電壓和B點電流的復合控制方法可以很好的抑制系統(tǒng)并聯(lián)諧振。2023/4/1438現(xiàn)在是38頁\一共有43頁\編輯于星期一基于網(wǎng)壓Ush和B點電流檢測的復合控制方法電流檢測點位于B——串聯(lián)諧振

采用只檢測B點電流控制方法時，系統(tǒng)不穩(wěn)定；采用檢測電網(wǎng)電壓和B點電流的復合控制方法可以抑制串聯(lián)諧振。2023/4/1439現(xiàn)在是39頁\一共有43頁\編輯于星期一電流檢測點位于B點對并聯(lián)諧振抑制情況分析（補償前）基于網(wǎng)壓Ush和B點電流檢測的復合控制方法僅投入非線性負載時的實驗波形非線性負載和無功補償電容器均投入后的實驗波形2023/4/1440現(xiàn)在是40頁\一共有43頁\編輯于星期一基于網(wǎng)壓Ush和B點電流檢測的復合控制方法檢測電網(wǎng)電壓和B點負載電流控制策略只檢測B點電流控制策略

電流檢測點位于B點對并聯(lián)諧振抑制情況分析（補償后）2023/4/1441現(xiàn)在是41頁\一共有43頁\編輯于星期一電流檢測點位于B點對串聯(lián)諧振抑制情況分析基于網(wǎng)壓Ush和B點電流檢測的復合控制方法非線性負載和無功補償電容器均投入，補償前實驗波形檢測電網(wǎng)電壓和B點負載電流控制策略，補償后實驗波形2023/4/1442現(xiàn)在是42頁\一共有43頁\編輯于星期一綜合考慮有源、無源及電網(wǎng)特性的系統(tǒng)層面問題檢測A點電流控制方法：系統(tǒng)屬于開環(huán)控制，不存在穩(wěn)定性問題，可以有效補償電網(wǎng)中由負載產(chǎn)生的諧波電流。實際系統(tǒng)中，由于電容器安裝組數(shù)較多，且位置分散靈活，A點的電流很難通過檢測得到，該方法應