有源電力濾波器設(shè)計和應(yīng)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(yīng)用中的問題與對策詳解演示文稿本文檔共43頁；當(dāng)前第1頁；編輯于星期三\9點40分（優(yōu)選）有源電力濾波器設(shè)計和應(yīng)用中的問題與對策本文檔共43頁；當(dāng)前第2頁；編輯于星期三\9點40分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。本文檔共43頁；當(dāng)前第3頁；編輯于星期三\9點40分4有源濾波器無源濾波器無功補(bǔ)償?shù)妊b置++混合型并聯(lián)型串聯(lián)型本文檔共43頁；當(dāng)前第4頁；編輯于星期三\9點40分5準(zhǔn)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(zhǔn)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本文檔共43頁；當(dāng)前第5頁；編輯于星期三\9點40分6有源電力濾波器造價隨容量增加而急劇上升準(zhǔn)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(dǎo)體器件

本文檔共43頁；當(dāng)前第6頁；編輯于星期三\9點40分7優(yōu)化配置穩(wěn)定控制準(zhǔn)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)層面問題本文檔共43頁；當(dāng)前第7頁；編輯于星期三\9點40分系統(tǒng)層面問題的起因補(bǔ)償特性由有源濾波器、負(fù)載、電網(wǎng)以及可能的無源濾波器共同決定本文檔共43頁；當(dāng)前第8頁；編輯于星期三\9點40分負(fù)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(rèn)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(fù)荷側(cè)諧波電流反而增大了本文檔共43頁；當(dāng)前第9頁；編輯于星期三\9點40分負(fù)載特性對系統(tǒng)的影響與對策更準(zhǔn)確的、考慮負(fù)載特性的模型2023/6/1910本文檔共43頁；當(dāng)前第10頁；編輯于星期三\9點40分并聯(lián)型有源電力濾波器應(yīng)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

2023/6/1911本文檔共43頁；當(dāng)前第11頁；編輯于星期三\9點40分不同檢測點對系統(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(fù)載側(cè)A點諧波電流控制方法；檢測無源濾波器補(bǔ)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；2023/6/1912本文檔共43頁；當(dāng)前第12頁；編輯于星期三\9點40分并入式混合型并聯(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(fù)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2023/6/1913本文檔共43頁；當(dāng)前第13頁；編輯于星期三\9點40分并入式混合濾波系統(tǒng)一般的控制方法諧波全部補(bǔ)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(fù)載全部諧波電流，輸出補(bǔ)償負(fù)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(dāng)GA=1時，有源電力濾波器補(bǔ)償全部負(fù)載諧波，無源濾波器只補(bǔ)償了基波無功。

2023/6/1914本文檔共43頁；當(dāng)前第14頁；編輯于星期三\9點40分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(bǔ)償1A2.3A72A45A有源濾波器補(bǔ)償所有諧波的仿真結(jié)果（GA=1）

有源濾波器補(bǔ)償部分諧波的仿真結(jié)果（GA=0.5）

有源濾波器不補(bǔ)償5、7次諧波的仿真結(jié)果2023/6/1915本文檔共43頁；當(dāng)前第15頁；編輯于星期三\9點40分抑制諧振作用的分析只考慮負(fù)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(fù)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

2023/6/1916本文檔共43頁；當(dāng)前第16頁；編輯于星期三\9點40分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2023/6/1917本文檔共43頁；當(dāng)前第17頁；編輯于星期三\9點40分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2023/6/1918本文檔共43頁；當(dāng)前第18頁；編輯于星期三\9點40分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2023/6/1919本文檔共43頁；當(dāng)前第19頁；編輯于星期三\9點40分電流檢測點位于A點對并聯(lián)諧振抑制情況分析（補(bǔ)償前）抑制諧振作用的分析僅投入非線性負(fù)載時的實驗波形非線性負(fù)載和無功補(bǔ)償電容器均投入后的實驗波形2023/6/1920本文檔共43頁；當(dāng)前第20頁；編輯于星期三\9點40分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(bǔ)償后）2023/6/1921本文檔共43頁；當(dāng)前第21頁；編輯于星期三\9點40分電流檢測點位于A點對串聯(lián)諧振抑制情況分析（補(bǔ)償前）抑制諧振作用的分析僅投入非線性負(fù)載時的實驗波形非線性負(fù)載和無功補(bǔ)償電容器均投入后的實驗波形2023/6/1922本文檔共43頁；當(dāng)前第22頁；編輯于星期三\9點40分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(bǔ)償后）檢測A點電流控制策略

2023/6/1923本文檔共43頁；當(dāng)前第23頁；編輯于星期三\9點40分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(fù)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(bǔ)償系數(shù)和所分擔(dān)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(bǔ)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。2023/6/1924本文檔共43頁；當(dāng)前第24頁；編輯于星期三\9點40分不同檢測點對系統(tǒng)特性的影響分析（B點）只考慮負(fù)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(bǔ)償電流為：只考慮負(fù)載電流諧波的情況2023/6/1925本文檔共43頁；當(dāng)前第25頁；編輯于星期三\9點40分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2023/6/1926本文檔共43頁；當(dāng)前第26頁；編輯于星期三\9點40分不同檢測點對系統(tǒng)特性的影響分析（B點）補(bǔ)償系數(shù)電網(wǎng)5次諧波負(fù)載5次諧波無源5次諧波有源5次諧波GA=0.83.8A77A73A5AGA=10A76A5A72A補(bǔ)償系數(shù)取0.8時補(bǔ)償效果仿真波形

補(bǔ)償系數(shù)取1時補(bǔ)償效果仿真波形

混合濾波系統(tǒng)對負(fù)載諧波電流補(bǔ)償特性的仿真結(jié)果

2023/6/1927本文檔共43頁；當(dāng)前第27頁；編輯于星期三\9點40分不同檢測點對系統(tǒng)特性的影響分析（B點）補(bǔ)償系數(shù)電網(wǎng)4.5次諧波負(fù)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(bǔ)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(bǔ)償系數(shù)取1時有源濾波器抑制并聯(lián)諧振仿真波形

2023/6/1928本文檔共43頁；當(dāng)前第28頁；編輯于星期三\9點40分不同檢測點對系統(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：2023/6/1929本文檔共43頁；當(dāng)前第29頁；編輯于星期三\9點40分不同檢測點對系統(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(bǔ)償系數(shù)電網(wǎng)4.8次負(fù)載4.8次無源4.8次有源4.8次GA=0.85.7A8.4A228A230A補(bǔ)償系數(shù)電網(wǎng)4.5次負(fù)載4.5次無源4.5次有源4.5次GA=0243A24A245A0AGA=0.88A5A3.8A35A補(bǔ)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2023/6/1930本文檔共43頁；當(dāng)前第30頁；編輯于星期三\9點40分電流檢測點位于B點對并聯(lián)諧振抑制情況分析（補(bǔ)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(fù)載時的實驗波形非線性負(fù)載和無功補(bǔ)償電容器均投入后的實驗波形2023/6/1931本文檔共43頁；當(dāng)前第31頁；編輯于星期三\9點40分不同檢測點對系統(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(bǔ)償后）2023/6/1932本文檔共43頁；當(dāng)前第32頁；編輯于星期三\9點40分不同檢測點對系統(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(bǔ)償電網(wǎng)中由負(fù)載產(chǎn)生的諧波電流，但補(bǔ)償系數(shù)取值接近1時，無源濾波器補(bǔ)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(dāng)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。2023/6/1933本文檔共43頁；當(dāng)前第33頁；編輯于星期三\9點40分基于電網(wǎng)電壓Ush和A點電流檢測的PAPF復(fù)合控制方法基于網(wǎng)壓Ush和B點電流檢測的復(fù)合控制方法2023/6/1934本文檔共43頁；當(dāng)前第34頁；編輯于星期三\9點40分基于網(wǎng)壓Ush和B點電流檢測的復(fù)合控制方法檢測電網(wǎng)電壓Ush和B點電流的復(fù)合控制方法系統(tǒng)特性分析

2023/6/1935本文檔共43頁；當(dāng)前第35頁；編輯于星期三\9點40分系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù)伯德圖

由圖中不同曲線對應(yīng)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(bǔ)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(fù)合控制方法檢測電網(wǎng)電壓和B點電流的復(fù)合控制方法系統(tǒng)特性分析

2023/6/1936本文檔共43頁；當(dāng)前第36頁；編輯于星期三\9點40分系統(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(fù)合控制方法檢測電網(wǎng)電壓和B點電流的復(fù)合控制方法系統(tǒng)特性分析

當(dāng)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(bǔ)償效果。

2023/6/1937本文檔共43頁；當(dāng)前第37頁；編輯于星期三\9點40分基于網(wǎng)壓Ush和B點電流檢測的復(fù)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(fù)合控制方法可以很好的抑制系統(tǒng)并聯(lián)諧振。2023/6/1938本文檔共43頁；當(dāng)前第38頁；編輯于星期三\9點40分基于網(wǎng)壓Ush和B點電流檢測的復(fù)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(fù)合控制方法可以抑制串聯(lián)諧振。2023/6/1939本文檔共43頁；當(dāng)前第39頁；編輯于星期三\9點40分電流檢測點位于B點對并聯(lián)諧振抑制情況分析（補(bǔ)償前）基于網(wǎng)壓Ush和B點電流檢測的復(fù)合控制方法僅投入非線性負(fù)載時的實驗波形非線性負(fù)載和無功補(bǔ)償電容器均投入后的實驗波形2023/6/1940本文檔共43頁；當(dāng)前第40頁；編輯于星期三\9點40分基于網(wǎng)壓Ush和B點電流檢測的復(fù)合控制方法檢測電網(wǎng)電壓和B點負(fù)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(bǔ)償后）2023/6/1941本文檔共43頁；當(dāng)前第41頁；編輯于星期三\9點40分電流檢測點位于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(fù)合控制方法非線性負(fù)載和無功補(bǔ)償電容器均投入，補(bǔ)償前實驗波形檢測電網(wǎng)電壓和B點負(fù)載電流控制策略，補(bǔ)償后實驗波形2023/6/1942本文檔共43頁；當(dāng)前第42頁；編輯于星期三\9點40分綜合考慮有源、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(bǔ)償電網(wǎng)中由負(fù)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