基于DSP的并联型有源电力滤波器的研究文献综述

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文献综述

1.课题背景与意义

随着电力电子技术的迅速发展,家用电器和电力电子器件等非线性负载得到了广泛应用，产生的谐波对电网的影响和危害日益严重，由谐波引起的各种故障和事故不断发生，对国民经济生产和生活造成了不必要的损失，谐波抑制与无功补偿等技术，已成为世界各国的研究热点，引起人们的广泛关注。

理想的公用电网所提供的电压应该是频率固定并且电压幅值在规定的范围内的弦波，但是实际电网中由于非线性负载的大量使用,不仅使得负载电流非正弦，同时使得负载端电压畸变从而使得电网中产生谐波电压，谐波对电力系统电磁环境的污染将危害系统本身及广大的电力用户[1]，主要表现在下列这些方面：

(1)消耗无功，增加附加损耗,增加设备的升温，由于趋肤效应的存在，尽管谐波电流占总电流的比例很小，也会增加设备的附加损耗，这些损耗不仅增加电力系统的损耗，还使设备温升增加，加速设备老化。

(2)引起设备过载，恶化绝缘条件，缩短设备寿命。

(3)降低负载工作性能，如谐波电流和电机旋转磁场的相互作用产生的脉动转矩会使电机发生机械振动，这种振动会损坏电机设备，甚至危及人身安全。

(4)对继电保护自动控制装置和计算机产生干扰及造成误动作，因为保护和控制设备通常是为所加电压和电流为工频和正弦波形而设计的，所以谐波的存在会影响它们的工作特性，严重时会引起误动作。

(5)影响测量仪器的精度，造成电能计量误差，电力测量仪表一般是按照工频正弦波而设计的，当有谐波时将产生误差。

(6)对邻近的通信系统产生干扰，轻则产生噪声，降低通信质量，严重时将导致信息丢失，使通信系统无法正常工作。

由此可见，谐波研究和治理是摆在我国电力工作者面前的一个重要任务，目前，电力系统的谐波问题在世界范围内己经引起了十分广泛的关注，谐波的管理分析和治理被摆到十分重要的位置，谐波问题涉及面广，它包括谐波分析、谐波检测谐波抑制等有效的控制谐波，己成为保证电网安全经济运行、高质量供电必不可少的措施之一。

由于现代工业、商业及居民用户的用电设备对电网供电质量的要求越来越高，因此，对谐波抑制和谐波补偿装置研究是一个热点，电能质量将直接影响到国民经济的总体效益，对于我国来说，实时、准确、有效地对谐波污染进行治理己成为国内外电工领域迫切需要解决的重要课题之一降[2-3]。

2.研究课题的国内外研究现状的介绍以及应用

有源电力滤波器技术的历史及研究现状。早在70年代，有源电力滤波器的基本原理和主电路的拓扑结构就被确定，由于受当时的技术条件限制，有源电力滤波器的研制一直处于试验研究阶段，80年代以后，由于新型电力电子器件的出现，PWM控制技术的发展以及日本学者H.Akagi提出的瞬时无功功率理论，有源电力滤波器技术的发展出现了突破随着微处理器、微控制器和DSP(数字信号处理器)的使用，使得有源电力滤波器在实现复杂逻辑控制功能的同时又能保持合理的价位，这些复杂逻辑控制功能的实现提高了有源电力滤波器的动态性能和稳定性能，有源电力滤波器在日本、美国、德国等工业发达国家已得到了高度重视和日益广泛的应用。目前，世界上有源电力滤波器的主要生产厂家有日本的三菱电机公司、美国的西屋电气公司、德国的西门子公司等，我国在有源电力滤波器方面的研究起步较晚，近几年进行这方面研究的单位逐渐增加，主要集中在一些高等院校和少数研究机构，从发表的文章看，以理论研究和实验为主，这些研究有的已达到或接近国际先进水平。

3.课题应用前景

有源电力滤波器经过多年的发展，技术日益成熟，其主电路拓扑结构和控制方法发生了很大的变化，但都是根据对偶原理或通过混合逐步演变而来的。所以，存在对APF的一般性定义：将系统中所含的有害电流(高次谐波电流、无功电流及零序负序电流)检测出来，并产生与其反相的补偿电流，以抵消输电线路中的有害电流的电力变换装置。

有源滤波作为改善供电质量的一项重要技术，在日本，欧洲，美国等工业化国家己得到高度重视和日益广泛应用[4]，从应用的情况来看,其发展趋势如下：

(l)谐波电流检测方法和控制策略的进一步研究。

(2)补偿装置的数字化，智能化和多功能化，提高系统集成度和可靠性，增加滤波器功能，使其除能补偿谐波电流外，还能够抑制电压闪变以及电压不平衡等，具备综合补偿功能。

(3)通过PWM调制和提高开关器件的等效开关频率实现对高次谐波的有效补偿。

(4)提出新的拓扑结构，提高有源滤波系统补偿性能，降低有源滤波器的成本，提高效率。

参考文献（不少于15篇）

[1]金寿星.基于DSP的谐波电能计量装置的研制7D8.辽宁,大连理工大学,2005

[2]张直平.城市电网谐波手册仁M.北京:中国电力出版社,2000

[3]王兆安,杨君,刘进军.谐波抑制和无功功率补偿[M].北京机械工业出版社,2006

[4]何冰,张峰,潘军等。基于瞬时无功功率理论的并联型APF的Matlab的仿真研究[J].仿真技术,2006。

[5]王兆安,李名,卓放,等.三相电能瞬时无功功率理论的研究[J].电工技术学报,1992（3）：55~59

[6]肖国春.直流有源电力滤波器的理论及应用研究.西安交通大学博士学位论文.2002年10月

[7]中国国家标准GB/T14549一93.电能质量公用电网谐波.北京中国标准出版社,1994

[8]杨开万,肖湘宁,杨以涵,等.基于瞬时无功功率理论高次谐波及基波无功电流的准确检测.电工电能新技术,1998,17(2):64一64

[9]陈东华,谢少军,周波.用于有源电力滤波器谐波和无功电流检测的一种改进同步参考坐标法,航空电源航空科技重点实验室学术年会论文集,APSC2004，PP:201一207

[10]符志平,王跃,杨君,王兆安.新型单相混合有源电力滤波器的研究.电力电子技术,2003,37(6):27一29

[11]ToshihikoTanaka.HirofumiAkagi,ANewMethodofHoniePowerDeteetionBasedOntheInstantaneousActivePowerinThree一PhaseCircuit,IEEETransactionsonPowerDelive1995.10,Vol,10,N0.4,Page1737一1742

[12]AkiraNabae,ToshihikoTanaka.ANewDefinitionofInstantaneousActive一ReactiveCurrentandPowerBasedonInstantaneousSpaceVectorsonPolarCoordinatesinThree一PhaseCircuit[J].IEEETransactionsonPowerDelivery.1996.,11(3):1238一123

[13]DIXONJW,GARCIAJJ,MORANL.Controlsystemforthreephaseactivepowerfilterwhichsimultancouslycompensatespowerfactorandunbalancedloads.TransonIndustrialElectronics,1995,42.636-641

[14]KawamuraA.Haneyoshi,HoftR.DeadbearControlledPWMInverterwithParameterEstimationUsingonlyVoltageSensor.ProceedingsoftheIEEE-PESC,1988:576-583

[15]Seung-GiJeong,DSP一BasedActivePowerFilterwithPredictiveCurrentControl.IEEETrans1.E.VOL.44,PP329一336,June1997.