4。4。3  电网对称负载平衡时的电流补偿性能分析29

4。4。4  电网不对称负载平衡时的电流补偿性能分析29

4。5  本章小结31

结论 32

致谢  33

参考文献34

第一章 绪论

1。1 背景意义

伴随着电力电子的迅速发展，它在实际生活中得到普遍运用。尽管这些装置在家用电器和工业电气设备的应用中带来方便，然而负荷的冲击性、非线性、不平衡性等问题也给电网带来严重的谐波污染。与此同时，因为绝大多数装置的功率因数很低，它们的无功需求给供电系统造成了很大的压力，电能的质量受到严重影响。而另一面，由于家用设备的逐步升级，对提供的电能质量相应产生更严苛的需求。论文网

一方面是谐波造成的供电质量的下降，另一方面却是各种用户对电能质量要求的提高，电力系统面临的一个重要课题就是成功解决这对矛盾。有源滤波器(APF——Active Power Filter)正可以用来处理这对矛盾。有源滤波器能够在一定程度上减轻变化的谐波，又能补偿变化的无功功率，这种设计避免了LC滤波器的缺点。

目前有源滤波器主要应用于补偿谐波电流，无功功率的补偿仅作为附加功能，并且受系统参数的影响，有源滤波器的最佳工作条件为额定容量下。若系统中谐波含量较其补偿容量低，其补偿性能明显降低，若利用有源滤波器补偿一定容量的无功功率，能够将补偿容量提高到额定容量，从而提高补偿特性，提高系统的利用率，此外，无功补偿装置的应用场合相对广泛，从而能够拓宽有源滤波器的应用市场[2]。

有源滤波器对无功功率实行全补偿或者不补偿。若当谐波、无功容量均低于有源滤波器补偿的额定容量，需补偿总量高于额定容量，对无功进行全补偿或者不补偿，有源滤波器均不能工作在最佳状态；若在进行全补偿时，利用有源滤波器补偿上限对无功功率进行限制，同样可以使系统工作在额定容量附近，但是，这种补偿方式相对被动，即不能主动控制补偿无功功率的大小[3]。此外，在电力系统中的某些节点处，需要保留一定容量的无功功率，以提高电力系统的输电特性等，因此，有源滤波器对无功功率的补偿方式有待改善。

1。2谐波和无功功率对电网的影响

电网在供电时，交流电压与交流电流的理想状态是呈现正弦波的形态。假设在非线性电路中产生了非正弦波形，对周期是的非正弦电压，符合Dirichlet要求，要拆分成如下形式的傅里叶级数

+             (1-1)

式子中

(n=1，2，3，)

或

)               （1-2）

式子中，、和、的关系为

在上面两种形式的傅里叶级数里，频率在1/T的量被称作基波，频率在大于1的整数倍的量被称为谐波，由谐波与基波频率的比值得到谐波的次数。供电电网规定的基波频率为50Hz，据此可以依次推算出各次谐波频率。

谐波对电网的损害主要有：

(1)电力电网中的器件的谐波损耗，损害了电气设备的使用，高次谐波通过中线会使得线路发热温度过高；

(2)谐波使得电机发生机械振动、产生噪音、过电压。谐波还让设备绝缘老化、减少了使用时间、导致损毁；

(3)谐波增加了电力电网发生并联和串联谐振的几率，在一定程度是增大了谐波；

(4)谐波让继电保护装置误动作，影响测量仪表的精确性；

无功功率的概念和无功补偿在有源滤波器使用中的重要性愈发得到重视。在电力网络和负载中，无功功率都承担着重要任务。电网中的很多器件和负载都会消耗无功，它们要从电网中获取。显然，仅由发电机提供无功功率是不科学的，因为它还需要通过很长距离的传输，大多数情况下也不可能实现。补偿的正确办法是哪里损失了无功功率，就相应的立即产生无功功率以提供补偿。无功补偿对电网的影响主要是：文献综述