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1、文獻(xiàn)綜述智能建筑中諧波抑制的研究智能建筑中諧波抑制的研究陳北洋(貴州大學(xué)職業(yè)技術(shù)學(xué)院電氣工程系自動化061)前言前言智能建筑技術(shù)和諧波抑制技術(shù)是當(dāng)今國內(nèi)外研究的熱點,隨著時代的前進(jìn)與發(fā)展,“智能建筑”范圍也在不斷地發(fā)展與充實。由于建筑智能化技術(shù)在住宅建筑中的大量應(yīng)用,供人們居住的具有智能化、信息化、數(shù)字化功能的住宅小區(qū)不斷涌現(xiàn),智能化住宅(小區(qū))動態(tài)地改變了“智能建筑”原有的涵義,成為“智能建筑”的另一重要組成部分。智能化住宅(小區(qū))的
2、建設(shè)與發(fā)展,不僅已經(jīng)成為一個國家經(jīng)濟實力的體現(xiàn),而且也是一個國家科學(xué)技術(shù)水平的綜合標(biāo)志之一,它也成為人類社會住宅建設(shè)發(fā)展的必然趨勢。而智能建筑迅速發(fā)展,負(fù)荷中日新月異、種類繁多的電子類(非線性類)電氣負(fù)荷比重逐漸增大。雖然每臺設(shè)備向電網(wǎng)注入的諧波電流不大,但這些設(shè)備數(shù)量大、分布廣。此外,有些電器如電視機、空調(diào)器、計算機等在使用時具有集中的特點,在某些時段會使注入到電網(wǎng)的諧波電流對公用電網(wǎng)造成的諧波問題特別突出,這不但使接入該電網(wǎng)的設(shè)備無
3、法正常工作,甚至造成故障,而且還會使供電系統(tǒng)中性線承受的電流超載,影響供電系統(tǒng)的電力輸送。一智能建筑諧波抑制的發(fā)展現(xiàn)狀電力系統(tǒng)的諧波問題早在20世紀(jì)20年代和30年代就引起了人們的注意。當(dāng)時在德國,由于使用靜止汞弧變流器而造成了電壓、電流波形的畸變。1945年JCRead發(fā)表的有關(guān)變流器訪吱的論文是早期有關(guān)諧波研究的經(jīng)典論文。到了20世紀(jì)50年代和60年代,由于高壓直流輸電技術(shù)自發(fā)展,發(fā)表了有關(guān)變流器引起電力系統(tǒng)諧波問題的大量論文。70
4、年代以來,由于電力電子技術(shù)的飛速發(fā)展,各種電力電子裝置在電力系統(tǒng)、工業(yè)、交通及家庭中的應(yīng)用日益波器。由于有源電力濾波器可動態(tài)地補償諧波、無功及負(fù)序電流,而又不會與系統(tǒng)發(fā)生諧振,所以濾波效果比無源電力濾波器好得多。但由于單獨使用的有源電力濾波器容量大、成本高,因而其應(yīng)用受到限制。將有源電力濾波器與無源電力濾波器混合使用,充分發(fā)揮二者的優(yōu)點無疑是一種較好的選擇。諧波抑制的一個重要趨勢是采用有源電力濾波器(ActivePowerFilter—
5、APF)。有源電力濾波器也是一種電力電子裝置。其基本原理是從補償對象中檢測出諧波電流,由補償裝置產(chǎn)生一個與該諧波電流大小相等而極性相反的補償電流,從而使電網(wǎng)電流只含基波分量。這種濾波器能對頻率和幅值都變化的諧波進(jìn)行跟蹤補償,且補償特性不受電網(wǎng)阻抗的影響,因而受到廣泛的重視,并且已在日本等國獲得廣泛應(yīng)用。有源電力濾波器的基本思想在20世紀(jì)60年代就已經(jīng)形成。80年代以來,由于大中功率全控型半導(dǎo)體器件的成熟,脈沖寬度調(diào)制(PulseWidt
6、hModualtion—PWM)控制技術(shù)的進(jìn)步,以及基于瞬時無功功率理論的諧波電流瞬時檢測方法的提出,有源電力濾波器才得以迅速發(fā)展。有源電力濾波器的變流電路可分為電壓型和電流型,目前實際應(yīng)用的裝置中,如90%以上是電壓型。從與補償對象的連接方式來看,又可分為并聯(lián)型和串聯(lián)型,目前運行的裝置幾乎都是并聯(lián)型。上述類型都可以單獨使用,也可以和比濾波器混合使用。對于智能建筑中作為主要電力電子裝置來說,除了采用補償裝置對其諧波進(jìn)行補償外,還有一條抑
7、制諧波的途徑,就是開發(fā)新型變流器,使其不產(chǎn)生諧波,且功率因數(shù)為1。這種變流器被稱為單位功率因數(shù)變流器(UnityPowerFactConverter)。高功率因數(shù)變流器可近似看成為單位功率因數(shù)變流器。大容量變流器減少諧波的主要方法是采用多重化技術(shù),即將多個方波疊加,以消除次數(shù)較低的諧波,從而得到接近正弦波的階梯波。重數(shù)越多,波形越接近正弦波,當(dāng)然電路結(jié)構(gòu)也越復(fù)雜。因此這種方法一般只用于大容量場合。多重化技術(shù)如果能與PWM技術(shù)相配合,可取
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