基于MATLAB的混合型有源电力滤波器无功补偿仿真分析
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１所 示
题。 并 联 型有 源 电力滤 波器 作 为补偿 装置 对谐 波补 偿
来 说 是 更加 合 适 的选 择 ，然 而其 也 存 在 一 些 明显 不 足： 串联 型有源 电 力滤波 器在 试验 研究 中能很 好地 补 偿 谐 波 电压 、抑制 闪变 以及保 持 电压 尽可 能平 衡 ， 但 目前 还没 有进 入实 际应用 ； 统 一 电能 质量虽 然 能够 比 较不错 地 补偿 电压 及 电流 ， 但 由于其本 身在 制 作 当 中
图 １ 并 联 混合 型 有 源 电力 滤 波 器 系 统 结构
Ｆ ｉ ｇ ｕ ｒ ｅ １ Ｔｈ ｅ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ ｓ ｔ ｒ ｕ ｃ ｔ ｕ ｒ ｅ ｏ ｆ ｓ ｈ ｕ ｎ ｔ ｈ ｙ ｂ ｒ ｉ ｄ ａ ｃ ｉ ｔ ｖ ｅ ｐ ｏ ｗｅ ｒ
ｆ ｉ ｌ ｔ ｅ ｒ
有源 电力 滤波 器将 会有 非 常好 的发展 前景 ， 并 且会 带 来更 多 的效益 。
１ 并 联 混 合 型 有 源 电 力滤 波器 的 系 统 构 成
混 合有 源 电力 滤 波器 的系 统 构成 主 要 分 为 ３个 部分 ： 主 电路 系统 部 分 、 控 制 系 统部 分 及 补 偿 电 流发 生 系统 部 分 。其 中主 电路 又 分 为有 源 部 分 和无 源 部
所需 要 的 容量 较 大 ． 增 加 了使 用 成本 ， 进 而 使其 应 用 受到 了很 大 限制 。因此 ， 混合 型有 源 电力 滤波 器成 为 当前研 究 的重 点 。 这种 滤波 器是 串联 加并 联混 合使 用 的， 其不 仅 能 够抑 制 电流及 电压 产 生 的谐 波 ， 同 时在 制作 上装 置容 量 大大减 小 ， 降低 了造 价 。随着 国民经 济 的发展 以及 对 电能质 量关 注程 度 的不 断提 高 ， 应 用
分． 无 源部 分是 由单 调谐 无 源滤 波器 与有 源滤 波 器组 合成 的无 源滤 波器 组 ； 而有 源部 分则 主要 由电压 型逆
其 中， 谐 波 源 为 三相 桥 式 整 流器 ， 其 含 有 的 特征
次谐 波 为 ６ ｋ ＋ ＿ ｌ （ ． ｊ ｝ ＝ １ ， ２ ， …） 次 。无 源 滤波 器 主要是 针
对 负 载谐 波 源 的 主要 谐 波分 量 设 计 的 ，其 由 ５次 、 ７
收 稿 日期 ： ２ ０ １ ３ — ０ ７ — ２ ６
作 者简介 ： 郭志波 （ １ ９ ６ ３ 一） ， 男， 工程师 ， 从 事 变 电 所 改 扩 建 及 生产运行管理工作。
次、 １ １次单 调谐 滤波 器 构成 ， 可 滤 除含 量 中 比较 突 出 的谐 波 。wenku.baidu.com从 而减 少有 源 电力滤 波器 的容量 。有 源 电力
４ ４
农 业科 技 与装备
２ ０ １ ３年 ９月
滤 波器使 用 的是 电压 型逆 变器 ， 其 主要是 输 出各 次谐 波 叠加 的电压 ， 来 滤 除掉 高 次谐 波 ， 从 而改 善 系统 的
性能， 并 抑制 电 网阻抗 同无源 滤波器 之 间可能 发 生 的
补 偿性 能 ，利用 ＭＡ Ｔ Ｌ Ａ Ｂ仿 真软 件对 该 系统 进行 仿
第 ９期 总第 ２ ３ １期
２ ０ １ ３年 ９月
农业科 技 与装 备
Ａｇ ｒ ｉ ｃ ｕ ｌ ｔ ｕ ｒ ｄ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ＆Ｔｅ ｃ ｈ ｎｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ａ ｎｄ Ｅｑｕ ｉ ｐ ｍｅ ｎ ｔ
Ｎ Ｏ． ９ ＴＯ ｔ ａ ｌ Ｎ Ｏ． ２ ３１
Ｓ ｅ ｐ．２ ０ １ ３
真 分析 。 在该 软件 下能 够方便 地模 拟并 联混合 型有 源
中 图 分类 号 ： Ｔ Ｎ ７ １ ３ ． ８
文献 标 识 码 ： Ａ
文章编号 ： １ ６ ７ ４ — １ １ ６ １ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ９ — ０ ０ ４ ３ — ４ ０
目前 ． 有 源 电力 滤波 器 （ Ａ Ｐ Ｆ ） 在 提 高 电能 质量 方 面 的应 用越 来越 广 泛 ， 其 能有 效解 决 三相终 端 电压 调 节 及波 动 抑制 ． 进一 步改 善 电压平 衡 和消 除谐 波等 问
基 于 ＭＡ Ｔ Ｌ Ａ Ｂ的混合型有源 电力滤波器 无 功 补 偿 仿 真 分 析
郭志波 ， 周 贵锁 ， 王 深
（ 国 网辽 阳 县供 电公 司 ， 辽 宁 辽阳 １ １ １ ２ ０ ０）
摘要 ： 利 用 ＭＡ Ｔ Ｌ Ａ Ｂ仿 真 工 具 建 立 并联 混合 型有 源 电力 滤 波器 的仿 真 模 型 ， 对 系 统各 环 节 进 行 仿 真 参 数 的设 置 与仿 真 分 析 。结果 表明。 该 混 合 型 有 源 滤 波器 能够 很 好 地 抑 制 谐 波 和 补 偿 无 功 功 率 ， 具有可行性和有效性 。 关键 词 ： 有源滤波器 ； 混合型 ； 谐波抑制 ； 仿真 ； 分 析
变器 、 输 出谐 波 器 以 及耦 合 变 压 器组 成 ， 它 是 混合 装
置 的核 心部 分 。 混合 有 源 电力 滤波 器作 为一 种非 线性 与强耦 合 的复杂 控制 系统 ， 在设 计 和制作 试 验装 置前 对 其进 行仿 真研 究是 非常 必要 的 ， 可 以通 过 对一 些重 要 控制 参数 进行 调整 而得 出不 同 的仿真 结果 。 本 文 提 出一种 先 把 无 源滤 波 器 与有 源 电力 滤波 器 进 行 串联 之后 再 将 它 们 同非 线 性 的 负载 并 联 的混 合 型滤 波方 案 。 这样 既可 以消除无 源滤 波器 与有 源 电 力 滤波 器各 自的不 足 ，又 可 以充分 发挥 它们 的优 点 ， 即在减 少有 源 电力滤 波器 容量 的 同时 。 又解 决 了绝缘 的问题 。 并 联混 合 型有 源 电力 滤波 器 的系统 构成 如 图
题。 并 联 型有 源 电力滤 波器 作 为补偿 装置 对谐 波补 偿
来 说 是 更加 合 适 的选 择 ，然 而其 也 存 在 一 些 明显 不 足： 串联 型有源 电 力滤波 器在 试验 研究 中能很 好地 补 偿 谐 波 电压 、抑制 闪变 以及保 持 电压 尽可 能平 衡 ， 但 目前 还没 有进 入实 际应用 ； 统 一 电能 质量虽 然 能够 比 较不错 地 补偿 电压 及 电流 ， 但 由于其本 身在 制 作 当 中
图 １ 并 联 混合 型 有 源 电力 滤 波 器 系 统 结构
Ｆ ｉ ｇ ｕ ｒ ｅ １ Ｔｈ ｅ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ ｓ ｔ ｒ ｕ ｃ ｔ ｕ ｒ ｅ ｏ ｆ ｓ ｈ ｕ ｎ ｔ ｈ ｙ ｂ ｒ ｉ ｄ ａ ｃ ｉ ｔ ｖ ｅ ｐ ｏ ｗｅ ｒ
ｆ ｉ ｌ ｔ ｅ ｒ
有源 电力 滤波 器将 会有 非 常好 的发展 前景 ， 并 且会 带 来更 多 的效益 。
１ 并 联 混 合 型 有 源 电 力滤 波器 的 系 统 构 成
混 合有 源 电力 滤 波器 的系 统 构成 主 要 分 为 ３个 部分 ： 主 电路 系统 部 分 、 控 制 系 统部 分 及 补 偿 电 流发 生 系统 部 分 。其 中主 电路 又 分 为有 源 部 分 和无 源 部
所需 要 的 容量 较 大 ． 增 加 了使 用 成本 ， 进 而 使其 应 用 受到 了很 大 限制 。因此 ， 混合 型有 源 电力 滤波 器成 为 当前研 究 的重 点 。 这种 滤波 器是 串联 加并 联混 合使 用 的， 其不 仅 能 够抑 制 电流及 电压 产 生 的谐 波 ， 同 时在 制作 上装 置容 量 大大减 小 ， 降低 了造 价 。随着 国民经 济 的发展 以及 对 电能质 量关 注程 度 的不 断提 高 ， 应 用
分． 无 源部 分是 由单 调谐 无 源滤 波器 与有 源滤 波 器组 合成 的无 源滤 波器 组 ； 而有 源部 分则 主要 由电压 型逆
其 中， 谐 波 源 为 三相 桥 式 整 流器 ， 其 含 有 的 特征
次谐 波 为 ６ ｋ ＋ ＿ ｌ （ ． ｊ ｝ ＝ １ ， ２ ， …） 次 。无 源 滤波 器 主要是 针
对 负 载谐 波 源 的 主要 谐 波分 量 设 计 的 ，其 由 ５次 、 ７
收 稿 日期 ： ２ ０ １ ３ — ０ ７ — ２ ６
作 者简介 ： 郭志波 （ １ ９ ６ ３ 一） ， 男， 工程师 ， 从 事 变 电 所 改 扩 建 及 生产运行管理工作。
次、 １ １次单 调谐 滤波 器 构成 ， 可 滤 除含 量 中 比较 突 出 的谐 波 。wenku.baidu.com从 而减 少有 源 电力滤 波器 的容量 。有 源 电力
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农 业科 技 与装备
２ ０ １ ３年 ９月
滤 波器使 用 的是 电压 型逆 变器 ， 其 主要是 输 出各 次谐 波 叠加 的电压 ， 来 滤 除掉 高 次谐 波 ， 从 而改 善 系统 的
性能， 并 抑制 电 网阻抗 同无源 滤波器 之 间可能 发 生 的
补 偿性 能 ，利用 ＭＡ Ｔ Ｌ Ａ Ｂ仿 真软 件对 该 系统 进行 仿
第 ９期 总第 ２ ３ １期
２ ０ １ ３年 ９月
农业科 技 与装 备
Ａｇ ｒ ｉ ｃ ｕ ｌ ｔ ｕ ｒ ｄ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ＆Ｔｅ ｃ ｈ ｎｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ａ ｎｄ Ｅｑｕ ｉ ｐ ｍｅ ｎ ｔ
Ｎ Ｏ． ９ ＴＯ ｔ ａ ｌ Ｎ Ｏ． ２ ３１
Ｓ ｅ ｐ．２ ０ １ ３
真 分析 。 在该 软件 下能 够方便 地模 拟并 联混合 型有 源
中 图 分类 号 ： Ｔ Ｎ ７ １ ３ ． ８
文献 标 识 码 ： Ａ
文章编号 ： １ ６ ７ ４ — １ １ ６ １ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ９ — ０ ０ ４ ３ — ４ ０
目前 ． 有 源 电力 滤波 器 （ Ａ Ｐ Ｆ ） 在 提 高 电能 质量 方 面 的应 用越 来越 广 泛 ， 其 能有 效解 决 三相终 端 电压 调 节 及波 动 抑制 ． 进一 步改 善 电压平 衡 和消 除谐 波等 问
基 于 ＭＡ Ｔ Ｌ Ａ Ｂ的混合型有源 电力滤波器 无 功 补 偿 仿 真 分 析
郭志波 ， 周 贵锁 ， 王 深
（ 国 网辽 阳 县供 电公 司 ， 辽 宁 辽阳 １ １ １ ２ ０ ０）
摘要 ： 利 用 ＭＡ Ｔ Ｌ Ａ Ｂ仿 真 工 具 建 立 并联 混合 型有 源 电力 滤 波器 的仿 真 模 型 ， 对 系 统各 环 节 进 行 仿 真 参 数 的设 置 与仿 真 分 析 。结果 表明。 该 混 合 型 有 源 滤 波器 能够 很 好 地 抑 制 谐 波 和 补 偿 无 功 功 率 ， 具有可行性和有效性 。 关键 词 ： 有源滤波器 ； 混合型 ； 谐波抑制 ； 仿真 ； 分 析
变器 、 输 出谐 波 器 以 及耦 合 变 压 器组 成 ， 它 是 混合 装
置 的核 心部 分 。 混合 有 源 电力 滤波 器作 为一 种非 线性 与强耦 合 的复杂 控制 系统 ， 在设 计 和制作 试 验装 置前 对 其进 行仿 真研 究是 非常 必要 的 ， 可 以通 过 对一 些重 要 控制 参数 进行 调整 而得 出不 同 的仿真 结果 。 本 文 提 出一种 先 把 无 源滤 波 器 与有 源 电力 滤波 器 进 行 串联 之后 再 将 它 们 同非 线 性 的 负载 并 联 的混 合 型滤 波方 案 。 这样 既可 以消除无 源滤 波器 与有 源 电 力 滤波 器各 自的不 足 ，又 可 以充分 发挥 它们 的优 点 ， 即在减 少有 源 电力滤 波器 容量 的 同时 。 又解 决 了绝缘 的问题 。 并 联混 合 型有 源 电力 滤波 器 的系统 构成 如 图