基于matlab電力系統(tǒng)諧波抑制的仿真研究

1、電力系統(tǒng)諧波抑制的仿真研究電力系統(tǒng)諧波抑制的仿真研究目錄1緒論……………………………………………………………………………1.1課題背景及目的…………………………………………………………1.2國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀和進(jìn)展…………………………………………………1.2.1國(guó)外研究現(xiàn)狀……………………………………………………1.2.1國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀……………………………………………………1.3本文的主要內(nèi)容……………………………………………………………2

2、有源電力濾波器及其諧波源研究………………………………………………2.1諧波的基本概念…………………………………………………………2.1.1諧波的定義………………………………………………………2.1.2諧波的數(shù)學(xué)表達(dá)…………………………………………………2.1.3電力系統(tǒng)諧波標(biāo)準(zhǔn)…………………………………………………2.2諧波的產(chǎn)生………………………………………………………………2.3諧波的危害和影響…………………………………………………

3、……2.4諧波的基本防治方法……………………………………………………2.5無(wú)源電力濾波器簡(jiǎn)述……………………………………………………2.6有源電力濾波器介紹……………………………………………………2.6.1有源濾波器的基本原理.………………………………………2.6.2有源電力濾波器的分類.………………………………2.7并聯(lián)型有源電力濾波器的補(bǔ)償特性……………………………………2.7.1諧波源…………………………………………………………2

4、.7.2有源電力濾波器補(bǔ)償特性的基本要求……………………………2.7.3影響有源電力濾波器補(bǔ)償特性的因素……………………………2.7.4并聯(lián)型有源電力濾波器補(bǔ)償特性………………………………2.8諧波源的數(shù)學(xué)模型的研究………………………………………………2.8.1單相橋式整流電路非線性負(fù)荷…………………………………2.8.2三相橋式整流電路非線性負(fù)荷.…………………………………3基于瞬時(shí)無(wú)功功率的諧波檢測(cè)方法………………………………………

5、……3.1諧波檢測(cè)的幾種方法比較……………………………………………3.2三相電路瞬時(shí)無(wú)功功率理論……………………………………………3.2.1瞬時(shí)有功功率和瞬時(shí)無(wú)功功率………………………………………3.2.2瞬時(shí)有功電流和瞬時(shí)無(wú)功電流………………………………………3.3基于瞬時(shí)無(wú)功功率理論的pq?諧波檢測(cè)算法.……………………3.4基于瞬時(shí)無(wú)功功率理論的pqii?諧波檢測(cè)法.……………………4并聯(lián)有源電力濾波器的控制策略………………………

6、……………………4.1并聯(lián)型有源電力濾波器系統(tǒng)構(gòu)成及其工作原理…………………………4.2并聯(lián)有源電力濾波器的控制研究.………………………………4.2.1并聯(lián)有源電力濾波器直流側(cè)電壓控制……………………4.2.2有源電力濾波器電流跟蹤控制技術(shù)……………………………4.2.2.1PWM控制原理…………………………………………4.2.2.2滯環(huán)比較控制方式…………………………………………4.2.2.3三角波比較方式…………………………4.3有

7、源電力濾波器的主電路設(shè)計(jì)…………………………………………1緒論緒論1.11.1課題背景及目的課題背景及目的隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人們生活水平的提高，電力電子產(chǎn)品廣泛地應(yīng)用于工業(yè)控制領(lǐng)域，用戶對(duì)電能質(zhì)量的要求也越來(lái)越高，諧波問(wèn)題一直被作為最突出的問(wèn)題之一而受到廣泛的關(guān)注。改善電能質(zhì)量，既需要供電部門提高供電質(zhì)量，同時(shí)在用戶側(cè)就地改善電能質(zhì)量也是很有必要的，相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)明確指出：用戶的非線性負(fù)荷、沖擊性負(fù)荷、波動(dòng)負(fù)荷、非對(duì)稱負(fù)荷對(duì)供電質(zhì)量產(chǎn)生影響

8、或?qū)Π踩\(yùn)行構(gòu)成干擾和妨礙時(shí)，用戶必須采取措施加以消除。電能質(zhì)量問(wèn)題的提出由來(lái)已久，衡量電能質(zhì)量的指標(biāo)也是隨著電力系統(tǒng)的發(fā)展而備受關(guān)注。在電力系統(tǒng)的發(fā)展早期，電力負(fù)荷的組成比較簡(jiǎn)單，主要由同步電動(dòng)機(jī)、異步電動(dòng)機(jī)和各種照明設(shè)備等線性負(fù)荷組成。20世紀(jì)80年代以來(lái)，隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展，非線性電力電子器件和裝置在現(xiàn)代工業(yè)中得到廣泛應(yīng)用，不少用戶對(duì)電能的利用都要經(jīng)過(guò)電力電子裝置的轉(zhuǎn)換和控制，這些裝置給人們生產(chǎn)和生活帶來(lái)方便和效率的同時(shí)，使電

9、力系統(tǒng)的非線性負(fù)荷明顯增加。諧波研究的意義，是因?yàn)橹C波的危害十分嚴(yán)重，諧波使電能的生產(chǎn)、傳輸和利用的效率降低，使電氣設(shè)備過(guò)熱、產(chǎn)生振動(dòng)和噪聲，并使絕緣老化，使用壽命縮短，甚至發(fā)生故障或燒毀，還會(huì)引起供電電壓畸變，增加用電設(shè)備消耗的功率，降低系統(tǒng)的功率因數(shù)，增加輸電線路的損耗，縮短輸電線壽命，增加變壓器損耗，對(duì)電容器有很大影響，造成繼電保護(hù)、自動(dòng)裝置工作紊亂，增加感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的損耗，使電動(dòng)機(jī)過(guò)熱，造成換流裝置不能正常工作，引起電力計(jì)量誤差，

10、干擾通信系統(tǒng)，對(duì)其它設(shè)備造成影響。諧波研究的意義，還在于其對(duì)電力電子技術(shù)自身發(fā)展的影響。但是，現(xiàn)在電力電子裝置產(chǎn)生的諧波污染已經(jīng)成為阻礙電力電子救贖發(fā)展的重大障礙，它迫使電力電子領(lǐng)域的研究人員必須對(duì)諧波問(wèn)題進(jìn)行更為有效的研究。諧波研究的意義，還可以上升到治理污染環(huán)境、維護(hù)綠色環(huán)境來(lái)考慮。對(duì)電力電子來(lái)說(shuō)，無(wú)諧波就是“綠色“的主要標(biāo)志之一。因此消除諧波污染，已成為電力系統(tǒng)，尤其是電力電子技術(shù)中的一個(gè)重大課題。諧波研究及其抑制技術(shù)已日益成為人

11、們關(guān)注的問(wèn)題。1.21.2國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀和進(jìn)展國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀和進(jìn)展121國(guó)外研究現(xiàn)狀國(guó)外研究現(xiàn)狀國(guó)外對(duì)電力諧波問(wèn)題的研究大約在五六十年代開(kāi)始，當(dāng)時(shí)主要是針對(duì)高壓直流輸電技術(shù)中變流器引起的電力系統(tǒng)諧波問(wèn)題進(jìn)行研究。到了七八十年代，隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展及其廣泛應(yīng)用，諧波問(wèn)題變得日益嚴(yán)重，從而引起各國(guó)的高度重視。最近幾十年，電力諧波的研究，已經(jīng)滲透到了許多其它學(xué)術(shù)領(lǐng)域，并且形成了自己特有的理論體系、分析研究方法、控制與治理技術(shù)、監(jiān)測(cè)方法與技

12、術(shù)、限制標(biāo)準(zhǔn)與管理制度等。到目前為止，對(duì)諧波這一領(lǐng)域的研究仍然非?；钴S。電力系統(tǒng)的諧波及抑制研究問(wèn)題近幾十年來(lái)在世界范圍內(nèi)得到了十分廣泛的關(guān)注，國(guó)際電工委員會(huì)(IEC)、國(guó)際大電網(wǎng)會(huì)議(CIGRE)、國(guó)際供電會(huì)議(CⅡ也D)及美國(guó)電氣和電子工程師學(xué)會(huì)(IEEE)等國(guó)際性學(xué)術(shù)組織，都相繼成立了專門的電力系統(tǒng)諧波工作組，并己制定除了限制電力系統(tǒng)諧波的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。從1984年開(kāi)始，每?jī)赡暾匍_(kāi)一次的電力系統(tǒng)國(guó)際諧波會(huì)議(ICHPS)為這個(gè)領(lǐng)域的國(guó)