基于matlab谐波抑制的仿真研究(毕设)

电力系统谐波抑制的仿真研究

目 录

１ 绪论……………………………………………………………………………

1．1 课题背景及目的…………………………………………………………

１．2国内外研究现状和进展…………………………………………………

1.2．１国外研究现状 ……………………………………………………

1．２.１国内研究现状 ……………………………………………………

1.3 本文的主要内容……………………………………………………………

２ 有源电力滤波器及其谐波源研究………………………………………………

2.1 谐波的基本概念…………………………………………………………

2.1.1 谐波的定义………………………………………………………

2.1.2谐波的数学表达…………………………………………………

2.1．3电力系统谐波标准…………………………………………………

2.２ 谐波的产生………………………………………………………………

２．3 谐波的危害和影响………………………………………………………

２.4 谐波的基本防治方法……………………………………………………

2.5无源电力滤波器简述……………………………………………………

2.6 有源电力滤波器介绍……………………………………………………

2.６.１ 有源滤波器的基本原理．………………………………………

2.6．２ 有源电力滤波器的分类.………………………………

2.７并联型有源电力滤波器的补偿特性……………………………………

2.7．１谐波源…………………………………………………………

2.７．2有源电力滤波器补偿特性的基本要

求……………………………

２.7.３影响有源电力滤波器补偿特性的因素……………………………

2．7.4并联型有源电力滤波器补偿特性………………………………

2.８ 谐波源的数学模型的研究………………………………………………

２.8.1 单相桥式整流电路非线性负荷…………………………………

2.8.2 三相桥式整流电路非线性负荷.…………………………………

３ 基于瞬时无功功率的谐波检测方法……………………………………………

3．1谐波检测的几种方法比较……………………………………………

3.２三相电路瞬时无功功率理论……………………………………………

３．２.１瞬时有功功率和瞬时无功功

率………………………………………

3.2．2瞬时有功电流和瞬时无功电流………………………………………

3.3 基于瞬时无功功率理论的p q -谐波检测算法．……………………

3.４基于瞬时无功功率理论的p q i i -谐波检测法.……………………

４并联有源电力滤波器的控制策略……………………………………………

4.1并联型有源电力滤波器系统构成及其工作原理…………………………

４.2并联有源电力滤波器的控制研究.………………………………

４．２.１并联有源电力滤波器直流侧电压控制……………………

4．2．2有源电力滤波器电流跟踪控制技术……………………………

4.2．２．1 P ＷM 控制原理…………………………………………

４.2.２.2滞环比较控制方

式…………………………………………

４．2.2.３三角波比较方式…………………………

４.3有源电力滤波器的主电路设计…………………………………………

4.3．1直流侧电容量的选择．…………………………………………

4.3．２直流侧电压的选择………………………………………

5 有源电力滤波器仿真分析…………………………………………

5.１仿真电路及主要参数.…………………………………………

５．2 仿真结果及分析.………………………………………………

6 总结.………………………………………………………………

1 绪论

1.1课题背景及目的

随着国民经济的发展和人们生活水平的提高，电力电子产品广泛地应用于工业控制领域，用户对电能质量的要求也越来越高，谐波问题一直被作为最突出的问题之一而受到广泛的关注。

改善电能质量，既需要供电部门提高供电质量，同时在用户侧就地改善电能质量也是很有必要的,相关标准明确指出:用户的非线性负荷、冲击性负荷、波动负荷、非对称负荷对供电质量产生影响或对安全运行构成干扰和妨碍时，用户必须采取措施加以消除。

电能质量问题的提出由来已久，衡量电能质量的指标也是随着电力系统的发展而备受关注。在电力系统的发展早期，电力负荷的组成比较简单，主要由同步电动机、异步电动机和各种照明设备等线性负荷组成。20世纪80年代以来，随着电力电子技术的发展，非线性电力电子器件和装置在现代工业中得到广泛应用，不少用户对电能的利用都要经过电力电子装置的转换和控制，这些装置给人们生产和生活带来方便和效率的同时,使电力系统的非线性负荷明显增加。

谐波研究的意义,是因为谐波的危害十分严重,谐波使电能的生产、传输和利用的效率降低,使电气设备过热、产生振动和噪声,并使绝缘老化，使用寿命缩短，甚至发生故障或烧毁，还会引起供电电压畸变，增加用电设备消耗的功率，降低系统的功率因数，增加输电线路的损耗，缩短输电线寿命,增加变压器损耗，对电容器有很大影响，造成继电保护、自动装置工作紊乱,增加感应电动机的损耗，使电动机过热,造成换流装置不能正常工作，引起电力计量误差,干扰通信系统,对其它设备造成影响。谐波研究的意义，还在于其对电力电子技术自身发展的影响。但是,现在电力电子装置产生的谐波污染已经成为阻碍电力电子救赎发展的重大障碍,它迫使电力电子领域的研究人员必须对谐波问题进行更为有效的研究。谐波研究的意义，还可以上升到治理污染环境、维护绿色环境来考虑。对电力电子来说,无谐波就是“绿色"的主要标志之一。因此消除谐波污染,已成为电力系统，尤其是电力电子技术中的一个重大课题。谐波研究及其抑制技术已日益成为人们关注的问题。

1.２国内外研究现状和进展

1．２．1国外研究现状

国外对电力谐波问题的研究大约在五六十年代开始，当时主要是针对高压直流输电技术中变流器引起的电力系统谐波问题进行研究。到了七八十年代，随着电力电子技术的发展及其广泛应用，谐波问题变得日益严重，从而引起各国的高度重视。最近几十年,电力谐波的研究，已经渗透到了许多其它学术领域，并且形成了自己特有的理论体系、分析研究方法、控制与治理技术、监测方法与技术、限制标准与管理制度等。到目前为止,对谐波这一领域的研究仍然非常活跃。

电力系统的谐波及抑制研究问题近几十年来在世界范围内得到了十分广泛的关注,国际电工委员会(ＩEC)、国际大电网会议(CIＧRE）、国际供电会议（C Ⅱ也D)及美国电气和电子工程师学会(IEＥE)等国际性学术组织，都相继成立了专门的电力系统谐波工作组，并己制定除了限制电力系统谐波的相关标准。从1984年开始,每两年召开一次的电力系统国际谐波会议(ICHPS）为这个领域的国