淺談?dòng)性措娏V波器設(shè)計(jì)

綜述隨著大容量電力電子裝置在高壓交流電力系統(tǒng)中日益廣泛的應(yīng)用，諧波和無(wú)功等問(wèn)題嚴(yán)重地威脅著系統(tǒng)自身的安全穩(wěn)定運(yùn)行。針對(duì)10~35kV高壓交流電力系統(tǒng)，國(guó)內(nèi)外目前主要采用無(wú)源電力濾波器來(lái)抑制諧波并補(bǔ)償無(wú)功功率。無(wú)源電力濾波器具有諸多的缺陷，難以達(dá)到理想的性能。受功率半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)器件的約束，有源電力濾波器常規(guī)方案的應(yīng)用限制在低壓交流電力系統(tǒng)。提出一種基于基波磁通補(bǔ)償?shù)拇?lián)型有源電力濾波器新原理，通過(guò)電力電子變換器的控制，使串聯(lián)變壓器對(duì)基波呈現(xiàn)很小的一次側(cè)漏阻抗，對(duì)諧波呈現(xiàn)很大的勵(lì)磁阻抗。通過(guò)電力電子變換器的控制，變壓器一次側(cè)呈現(xiàn)連續(xù)無(wú)極可調(diào)的電抗。借鑒基波磁通補(bǔ)償理論及磁通可控的可調(diào)電抗器原理，根據(jù)串并聯(lián)的對(duì)偶特性，本文提出一種新型的基于阻抗可控的并聯(lián)混合型有源電力濾波器。在電力電子變換器的控制下，變壓器對(duì)諧波電流呈現(xiàn)近似為零的低阻抗，從而輸導(dǎo)電力系統(tǒng)中的諧波電流，同時(shí)對(duì)基波電流呈現(xiàn)連續(xù)無(wú)極可調(diào)的電抗，與無(wú)源電力濾波器相結(jié)合，實(shí)時(shí)補(bǔ)償系統(tǒng)的無(wú)功功率。通過(guò)變壓器隔離降壓，確保該濾波器安全、可靠、穩(wěn)定地工作。膚1租別工作饒?jiān)砻?.食1峽竄變壓上器的油結(jié)構(gòu)用變壓篇器的粗結(jié)構(gòu)炊如掏圖真1分所示饒。其刮一次畝側(cè)滑A榮X披與二煩次已側(cè)加a伸x車(chē)的匝腰數(shù)分汽別逆為戲W娃1筒、觀(guān)W碎2加，變悼比目k=養(yǎng)W清1舍/W斷2寫(xiě)，一屑次側(cè)監(jiān)與二貓次側(cè)殿的互剩感枝為釘M頌。一溫次側(cè)千繞組在的電拘阻這為歌r留1庸，自撫感攪為凱L部11穿。變?cè)綁浩黩湶捎孟鞣蔷Ъ{態(tài)合段金鐵榜心，局為了貞確保歡變壓弟器工糊作惹在鈴B-素H燒曲線(xiàn)登的線(xiàn)省性區(qū)黑，鐵我心開(kāi)膊有氣可隙。潮利用邊電壓弟型逆狠變器羅向變匹壓器勻二次坊側(cè)繞臉組中區(qū)注入斬補(bǔ)償跡電移流還i足2耽且滿(mǎn)依足透翅并爽幅i老2襯=渡-旁α播*掀∑踏i漫1喘(n鏟)價(jià)-兵β上*i銹1欠(1培)謙式中有：查α捐為諧霸波補(bǔ)嫌償系貧數(shù)仔；讓∑夏i布1遺(n充)洪為實(shí)堂時(shí)檢班測(cè)的竹變耐壓器祖一次溝側(cè)葡諧波元電流惡；借β粉為基朝波補(bǔ)拾償糊系數(shù)務(wù)；狼i故1揀(1吉)怕為實(shí)黑時(shí)檢鋸測(cè)的潤(rùn)變壓接器一牙次側(cè)避基波滾電流幫。商1.臘2哀諧波直抑制聚原理系從飼A息X則端看襯，變涼壓友器題n賴(lài)次諧齊波電某壓方伐程厲為辜ù濃1桂(n千)姜=槐（園r拍1材+j角W產(chǎn)n仗L洪11素）毒/ì稱(chēng)1涌(n可)金+j鞏W彈n福Mì死2旦(n憐)醋若物α幣滿(mǎn)足駐諧波臨補(bǔ)償揪條紹件貝α違=L蔬11幣/M功則稅從捐A缸X海端看啟，變庫(kù)壓器踢對(duì)諧嗓波電盈流的漆等效加阻抗鍬為泊悅輝腿Z膏AX僻(n授)掃=ù鴨1倆(n泄)擾/ì稻1狂(n夕)掩=r捎1盤(pán)通忍常邀r減1悉可忽萄略，夜因此練，在膜滿(mǎn)足胞諧波勸補(bǔ)償出條件站時(shí)，光變壓凍器對(duì)霞諧波易電流則呈現(xiàn)賞近似共為零漁的低紀(jì)阻描抗。隨諧波熊等效羊電路鉆如便圖輩2車(chē)所示頃。筑高壓匙交流憑電力伯系統(tǒng)趙的系境統(tǒng)阻響抗相偵對(duì)較落大，壇由于柳變壓暮器在主電力呼電子市變換愉器的小控制盛下能裹夠態(tài)對(duì)諧依波電驅(qū)流呈裳現(xiàn)近黑似為另零的艱低阻論抗，疊因而縣對(duì)高濤壓交籠流電鉛力系灶統(tǒng)的幫諧波旬電流涂具有散很好濁的抑授制能湖力。井1.近3沸廟無(wú)功瓦功率藍(lán)補(bǔ)償富原理紗從奪A考X葉端看捐，變頓壓器陳基波煌電壓骨方程濟(jì)為重抓參ù猾1穗(1庫(kù))孟=雹（督r很1回+j刮W杯1筐L險(xiǎn)11漂）類(lèi)/ì戴1溪(1迫)鮮+j諒W程1需Mì賄2膝(1還)斃由夜于舉r腹1鍵可忽拜略，須從干A豈X玻端看廊，變查壓器夕對(duì)基寧波電括流的尼等效刻電抗津?yàn)槌閄陜AX嬸(1寧)租=ù以1如(1蘿)盼/ì凱1疑(1捧)土=W腰1京（名L烈11怎-葵β籃M鎮(zhèn)）鎖變壓兇器對(duì)首基波優(yōu)電流份的等哪效電亦抗與憶基波怖補(bǔ)償己系躁數(shù)巨β秋的關(guān)撲系如蹦圖仙3剃所示坐。并由肥圖愿3汽可見(jiàn)宿，通體過(guò)實(shí)穴時(shí)調(diào)依節(jié)基臘波補(bǔ)靈償系素?cái)?shù)濁β片的大煉小，穗可以汗使得照變壓希器對(duì)蹈基波痰電流嶺呈現(xiàn)堵連續(xù)迷無(wú)極保可調(diào)蘿的電擠抗，萄與無(wú)飲源電額力濾朝波器惠相結(jié)肝合，駕能夠妖實(shí)時(shí)駁地補(bǔ)驗(yàn)償高厲壓交賠流電葬力系川統(tǒng)的走無(wú)功勿功率歉。迎2爹淘實(shí)驗(yàn)盞電路悉結(jié)構(gòu)說(shuō)2.溉1銅臨主電進(jìn)路結(jié)戒構(gòu)己圖帥4粘為基致于阻估抗可獲控的逗并聯(lián)席混合漆型有頌源電副力濾兆波器誤的實(shí)介驗(yàn)電季路結(jié)獲構(gòu)圖或。主雷電路扇中襲，屈U肢S栽為系慨統(tǒng)電酒壓銀，魄Z屑S昌為系覽統(tǒng)阻閣抗域。廚T擴(kuò)為線(xiàn)車(chē)性變使壓器柄，與殖諧波旅源及銳無(wú)源蜂電力氏濾波伴器相紗并聯(lián)元。剪L岸f閑為逆俗變器奸輸出流電感劉，在乎變壓城器漏扁感較今大的巷情況陣下肺，滾L周f鴉可省掏去。她為了熄確保偏逆變撇器對(duì)靜指令披電流輸?shù)膶?shí)朝時(shí)跟顫蹤，分采婚用至IG懂B織T叉作為內(nèi)功率手半導(dǎo)筆體開(kāi)攏關(guān)器邁件仇。剝U樹(shù)d炒為逆副變器止直流昂母線(xiàn)吳電麗壓棍。蘿L匪與馬C刃為無(wú)檢源電撥力濾隊(duì)波器蔥的電邀感與晃電容離，無(wú)盯源電拌力濾疾波器倆主要軌功能恥為補(bǔ)爐償容菠性無(wú)駝功電傘流，逐兼濾踩除部鈔分諧匙波電煎流。佛諧波葵源為黃帶阻毀感負(fù)魄載的狹二極開(kāi)管全拖橋不掠控整利流器療。裕2.燈2浮治控制海電路建結(jié)構(gòu)推控制跌電路筍包括鬼指令故電流脾運(yùn)算及和補(bǔ)優(yōu)償電畫(huà)流控憐制楊2纏部分融。指璃令電陪流運(yùn)累算單盼元實(shí)千時(shí)檢臨測(cè)變恰壓器繡一次補(bǔ)側(cè)的欄電流列，根評(píng)據(jù)電絡(luò)力系腰統(tǒng)無(wú)在功功健率補(bǔ)逃償?shù)穆?tīng)要求叫，得少到變諷壓器口二次淹側(cè)補(bǔ)托償電消流的婚指令駕信號(hào)岡。補(bǔ)謠償電車(chē)流控卡制單賴(lài)元將同指令響電流毒信號(hào)瀉與反及饋電以流信催號(hào)相饒比較旦，其漠誤差黃通突過(guò)望P舌I批調(diào)節(jié)帳器，今再與才三角季載波看信號(hào)冬比較訂，得藥到頃PW只M售信號(hào)濁，驅(qū)意動(dòng)逆壁變器傾中熱的藏IG工B照T革開(kāi)關(guān)期。提劣出一齊種指艙令電路流運(yùn)粘算方關(guān)法如仗圖烘5具所就示。爐其中觀(guān)，錢(qián)i豎1繪（牛t奮）甘=殺∑癢I弱n他co傭s(金nw遭t土+尋ψ鞏n瞎)弄，隊(duì)(l筑ow品-p遷as算s脹fi喉lt挽er愿,L貼PF根)猜為低紅通濾頂波器堂，用樓于提餃取信鐮號(hào)的圓直流景分量逃，戶(hù)A鳳m羅si劑n拐(酷ω和t+化ψ種)薄與敵A宵m姿c輝os禮(正ω考t+厘ψ行)渡為控魂制電揚(yáng)路產(chǎn)投生的句幅值古實(shí)時(shí)治調(diào)節(jié)衣、與慘電網(wǎng)鎮(zhèn)同頻便率、后相位康任意債的正臉余弦攝，弊i誤c凍*脅為補(bǔ)娃償電癥流的姐指令父信號(hào)野。泥一次史側(cè)電秀流與甩余弦展信號(hào)歸相乘盡，得從到左i膊1魂（線(xiàn)t票）獵*策A蕩m駕co躍s(外wt專(zhuān)+遙ψ栗)=沿（況A誦m枯／饞2斑）杠∑瑞I拔n填{認(rèn)co出s[以(n拍+1趣)w獄t跌+響ψ遍+層ψ耀n還]+錦co呈s[變(n洪-1匪)w耐t捐+貼ψ藝n敲-抹ψ省]}蕩經(jīng)棉過(guò)梁LP振F汗得到葡直流服分量虧（航A怖m(xù)苦／膽2香）田I們1貪co傍s(注ψ油1普-啊ψ菠)漂再與眼余弦帽信號(hào)極相乘銜，得殺到朵i照1p紀(jì)，密（躲A消m附2順／刪2依）費(fèi)I查1誼co悉s(嚴(yán)wt律+真ψ步)c朱os蹤(李ψ乏1凳-蔥ψ傘)=聽(tīng)（輝A葉m撿2綢／么4荷）夢(mèng)I依1席[c諸os鳥(niǎo)(w男t+商ψ績(jī)1藝)+久co拋s(啦wt舉+2籮ψ吸-授ψ劉1拉)開(kāi)]械一次禾側(cè)電狗流與今正弦辰信號(hào)停相乘主，得秩到雄i輛1搜（渣t協(xié)）謊*勢(shì)A蛙m鞋si塞n(仆wt順+羨ψ矩)=定（鳴A劃m期／帥2看）席∑匹I麗n啦{撇si奏n[較(n扇+1倆)w錢(qián)t功+聯(lián)ψ雜+維ψ績(jī)n逮]-漠si腿n[外(n悼-1估)w城t纖+方ψ諷n屋-邊ψ沉]}天經(jīng)連過(guò)染LP竭F舊得到阻直流寒分量刺（桶-A涌m仿2庸／娛2遮）肝I或1恒s寇in擁(劇ψ超1黑-各ψ傅)貼疼繼鵲再與豈正弦喇信號(hào)披相乘潮，得乎到津i暢1p脅，眼（砌-A佳m篇2棗／偷2負(fù)）輛I躁1便si彈n(惠wt輛+錦ψ軋)s衣in傲(棋ψ顯1丸-捕ψ悔)棉=武（爬A棋m辣2序／眉4給）偵I塌1深[c梢os肥(w龍t+霜ψ降1描)疤-呢co極s(甲wt鋒+2由ψ怒-瓣ψ斯1失)姻]征由示式躁(8室)閑與等(1贏(yíng)0爐)禮可以些得到很指令面電獵流脂i們c醬*將=-酷L乖11戰(zhàn)／虛M魯（嬸i擱1途-襲i朱1p毫，源-i粥1q俱,這）奸=-耐L泰11虜／挺M[陵(1腔-A午m逝2哄／辮2)缺I鉤1仆[c妥o(hù)s沖(w瘡t+與ψ潔1組)初+震∑拍I凳n宜c挎os走(n讓wt編+耗ψ跟n句)]稿=翻-L劍11魔／銷(xiāo)M特[滿(mǎn)∑兇i到1朗(n錄)元+(超1-沖A找m竄2鋤／寸2)診i散1嫩(n獲)條]當(dāng)比較鍵式餓(1熊)鬼、殖(3欠)價(jià)與賄(1阻1廈)道可寫(xiě)知，尚指令犁電流強(qiáng)滿(mǎn)足掙諧波檢補(bǔ)償聯(lián)條件兄。通房過(guò)臥實(shí)時(shí)淹調(diào)節(jié)重正余望弦信谷號(hào)的期幅康值康A(chǔ)旗m傭，可既實(shí)時(shí)乒改變殿基波調(diào)補(bǔ)償寫(xiě)系揪數(shù)自β編的大笨小學(xué)。栽A無(wú)m惑與它β教的關(guān)稀系尸為密Am搞=扣3擋幅實(shí)驗(yàn)挖與結(jié)念果分的析愈為了憂(yōu)證明欄上述哈理論推分析暖的正角確性蘭，根困據(jù)拐?qǐng)D岔4闊所示年的系弦統(tǒng)結(jié)渠構(gòu)圖警，設(shè)論計(jì)了決一套數(shù)實(shí)驗(yàn)客裝置扎。系吉統(tǒng)電旋壓換為羞11予0若V數(shù)，系照統(tǒng)側(cè)袖串熟聯(lián)稱(chēng)5m優(yōu)H距的電繭感。枕變壓林器的扎變比然為批1顏：螺1煙，一絲次側(cè)程繞組慮的自獲感呼為糾92牧m戴H略，一豈次側(cè)務(wù)繞組值與二刺次側(cè)脂繞組晴的互盆感脈為四91來(lái).6代9m煤H封，二甲次側(cè)降繞組癢的自棉感蒸為岸92壯m愈H乏，諧旅波補(bǔ)剖償系研數(shù)知α季=1網(wǎng).0趕03誠(chéng)3奪。無(wú)膛源電耕力濾沫波器夢(mèng)參數(shù)校為撓L=兩14好.1梳1m她H笨，伶C=犧24胸0遼μ罰F充。半懼導(dǎo)體剛開(kāi)關(guān)葛器件帳為莖SE說(shuō)MI召KR強(qiáng)O掏N丑公司壺的羨NP矩N略型把IG轉(zhuǎn)BT騙S偶KM個(gè)30賺0G你B沖12愁3絞D邊。采梅用盒TD才S2解00抬2盛型數(shù)仁字示孫波器蒸記錄蒸了實(shí)最驗(yàn)波堪形，霞并采掏用捐了其25踏33繩E拌型交跑流數(shù)武字功狗率計(jì)鍛測(cè)量悠了各先種工演況下苦實(shí)驗(yàn)則數(shù)據(jù)捷。實(shí)幣驗(yàn)乘分趣6客種工來(lái)況進(jìn)習(xí)行。湖工閱況抹1居。不篇加任煉何濾徑波器更，此飄時(shí)系瘋統(tǒng)電匹壓電抗流的適波形拔如獸圖渾6寨所示碧。梢（式2遞）工氣況賀2騙。為邁了驗(yàn)償證諧慢波抑日制原跪理的皺正確京性，閣只加皇有源盟電力持濾波忠器，喚基波孕補(bǔ)償桿系揮數(shù)臺(tái)β華=質(zhì)0棟，此息時(shí)系擱統(tǒng)電衫壓電拳流的奇波形若如姨圖太7較所示臥。蝴工馳況蹤3儲(chǔ)。只絮加無(wú)譯源電豪力濾絲波器裂，此師時(shí)系捆統(tǒng)電桌壓電偶流的源波形句如論圖特8果所示楚。屯（究4詳）工千況模4嘆。同怎時(shí)加艇無(wú)源算和有棋源電蹄力濾賣(mài)波器會(huì)，基警波補(bǔ)頸償系乖數(shù)宿β嚷=狠0述，滔此時(shí)擱系統(tǒng)皺電壓聾電流懸的波駁形如榮圖裳9(留a)可所示慨。事（床5副）工京況知5艱。同程時(shí)加嚇無(wú)源尺和有繳源電槐力濾雄波器猴，基生波補(bǔ)膊償系齊數(shù)寺β畝=0帽.5屑1腔，此叨時(shí)系婦統(tǒng)電兔壓電鑼流的偉波形駝如勞圖息9(療b菜)渣所示黨。紀(jì)（馳6虎）工矮況專(zhuān)6波。為昌了更酒加明啦顯地滴驗(yàn)證封無(wú)功本功率盲補(bǔ)償群原理奔的有騎效性跟，同祝時(shí)加鉛無(wú)源而和有臘源電躲力濾桿波器伶，將屠基波奏補(bǔ)償蓬系修數(shù)巴β陳提高搶到挺0.輔7葡5飼，此虎時(shí)系魚(yú)統(tǒng)電董壓電叉流的蔬波形填如但圖踐9(月c擁)您所示濤。對(duì)倆以奴上濟(jì)6香種工濟(jì)況下灰的系廚統(tǒng)電霧流波黨形進(jìn)柔行了清傅里窄葉分僅析岸。違6嘉種工律況下螺的系續(xù)統(tǒng)電暫流總欠諧波卷畸變棟率和詞系統(tǒng)委功率田因數(shù)漁如裳表菊1鐘所示雁。從寸以上視分析蝦可見(jiàn)坊，該距濾波額器不銳僅能巡夠有級(jí)效地牲抑制闊諧波量，通智過(guò)調(diào)據(jù)節(jié)基嶼波補(bǔ)立償系檢數(shù)，握還能橡夠補(bǔ)汪償無(wú)慌功功拌率。軌實(shí)驗(yàn)權(quán)結(jié)悠果與御理論敘分析改相一剪致。碧表集1雙6躺種工壩況下座系統(tǒng)透功率貴因數(shù)守及電抹流總菠諧波叨畸變仙率欣此原俊理用講于三喝相交伍流電愛(ài)力系差統(tǒng)時(shí)陣，為拋了適床用于奔負(fù)載拒不平吳衡等陜復(fù)雜誼的雀工芽況輝(年如仙：黑27宇.5顯k節(jié)V礎(chǔ)鐵道牛牽引基系標(biāo)統(tǒng)唯)敏，可階采船用懶3陡?jìng)€(gè)獨(dú)節(jié)立的病單相貢變壓喇器和扣單相的逆變寫(xiě)器的闖電路妥結(jié)構(gòu)猜；用判于高掘壓交蘆流電蔑力系倉(cāng)統(tǒng)時(shí)麻，由堆于系藝統(tǒng)的纏容量鄙很大波，為挪了提此高有沾源電監(jiān)力濾療波器大的容臟量，徑變壓鑰器需千采用脆二次滔側(cè)多盼補(bǔ)償刺繞組悠的結(jié)春構(gòu)。州課程遙設(shè)計(jì)蓬體會(huì)傲通過(guò)貫本次岔的課弟程設(shè)林計(jì)，妨我有紡了很向大的宵收獲胖。由背于諧嫌波對(duì)鎖電網(wǎng)扛的影眉響使痕我們?nèi)镜囊簧Ｐ?shí)桿際運(yùn)普行的炎結(jié)果膽失真集。通劃過(guò)本天次的臣設(shè)計(jì)對(duì)，我勻了解奸了作舊為一理種用作于動(dòng)熟態(tài)抑糊制諧婦波、騾補(bǔ)償剩無(wú)功劈的新置型電暫力電置子裝予置，敲AP饒F(tuán)順能對(duì)磁大小往和頻喜率都驅(qū)變化畜的諧糊波以急及變趕化的擇無(wú)功扭進(jìn)行已實(shí)時(shí)往補(bǔ)償目?？衫砸殖吨聘叽掖沃C論波對(duì)芽電網(wǎng)套及設(shè)無(wú)備的熟影響裝?；鹜ㄟ^(guò)影本次臥的設(shè)桑計(jì)，舅我不案僅鞏幻固畏了書(shū)送本上衣的知明識(shí)，捷對(duì)其氏加深恩了解秘，更犯鍛煉廚了我裂的動(dòng)典手能疾力。真使我胖能夠減在進(jìn)紐入社鋼會(huì)之伐前有茫一次屬很好跡的鍛泥煉機(jī)哄會(huì)。案在將度來(lái)踏阿出學(xué)令園后鹿不是幣一個(gè)設(shè)只會(huì)騙紙上厭談兵淡的大住學(xué)生勝。做麗一個(gè)筑可以司實(shí)戰(zhàn)勺型的怠選手牽。讓啟我對(duì)沉電力瓶電子裙這門(mén)弊課程鴉有了吸更大菜的興采趣，輸激發(fā)商了我噴繼續(xù)毯研究率的興日趣。宜我會(huì)傘在接紫下來(lái)孔的專(zhuān)傷業(yè)課葉程學(xué)備習(xí)中卡更加貫的努羽力學(xué)結(jié)習(xí)，勿爭(zhēng)取燙取得屈更大檢的收易獲。塑不斷吵豐富浴自己私的專(zhuān)挑業(yè)知遙識(shí)，濕武裝綱自己帖的頭利腦。愁在此災(zāi)我還妖要感渡謝那告些在怎此次扣設(shè)縮計(jì)中法給予允我?guī)蛽е谋乩蠋熋韬屯詫W(xué)，待如果俗沒(méi)射有他騙們的漢幫助俯就不聯(lián)能順蛾利的雜完成衣此次炊設(shè)計(jì)偽。棋參考幣文獻(xiàn)然[1愈]題吳竟量昌，迷孫能樹(shù)勤攤，宋隊(duì)文南陰，等促．電警力系者統(tǒng)諧纏波值[M劉]束．北衫京：南水利散電力顛出版稍社，角19裂88括[2較]鄙唐卓你堯，冠任震臉．并首聯(lián)型稅混合壺濾波青器及愉其濾痕波特警性分嗓析．歇中國(guó)盞電機(jī)靜工程絕學(xué)報(bào)滑，廟20龜00陳[3課