1. 电网谐波抑制研究意义及现状
电网谐波抑制作为电力系统谐波研究的一个重要组成部分,是谐波管理的最终落脚点和着力点。电网谐波抑制的研究成为保证供电质量、提高系统安全性的重要方法和措施[2]。
1.1 电网谐波抑制研究意义
目前,谐波的危害十分严重,对电网的影响越来越大。一方面,各种电力电子装置大量接入电网中,不但使电能的需求量日益增加,而且不可避免地向电网中注入大量的高次谐波电流,造成了电能质量日趋恶化,比如电压闪变、电网电压波形畸变、干扰等现象;另一方面,电力系统也是一种“环境” ,而谐波电流和谐波电压是绿色电力环境的“污染物”。而且,电子技术已经广泛应用到电网和工业控制领域,并且,非线性负载也不断应用到电力系统中,致使电力系统的谐波污染问题愈加严重。
随着技术的进步的发展,现在社会新兴负荷的出现对电能质量的要求更高,电网谐波问题更加应该引起重视,主要原因如下:
(1) 大量基于计算机的控制设备和电子装置投入使用,其性能对电压质量非常敏感;
(2) 调速电机和无功补偿装置,导致系统谐波水平不断上升,从而对电力系统的容量和安全运行产生影响;
(3) 电力用户不断增长的电能质量意识迫使电力公司提高供电质量,设法解决诸如谐波污染,电压中断,电压跌落和开关暂态等电能质量问题。
由以上可知,电网谐波问题渗透工业生产和社会生活中的各个方面,对人们生产和生活产生了危害。电网谐波抑制研究能有效改善电力系统环境,满足电力用户不断增长的电能要求。
1.2 电网谐波抑制研究现状
我国对谐波抑制问题的研究起步较晚,在20世纪80年代对电网谐波抑制问题有了系统的认识。我国虽在理论上取得一定的进展,由于多方面的条件的限制,我国掌握的技术离产业化目标甚远。
早期的谐波抑制技术是模拟带通或带阻滤波器组来实现的。并且,无源滤波器(Passive Power Filter)由于其技术成熟、投资少、结构简单、及文护方便等优点,成为谐波抑制补偿的主要手段。但由于结构原理上的原因,在应用中存在难以克服的缺点,越来越难以满足现实需要,有源滤波器便应运而生。
利用有源滤波器来进行谐波抑制是一种趋势。有源滤波器(Active Power Filter)是一种用于动态抑制谐波的新型电力电子装置,有效克服了无源滤波器等传统的谐波抑制的缺陷。它还可以对电力系统中的谐波进行补偿,和传统的谐波补偿方法相比,有源滤波器具有巨大的技术优势和良好的发展前景。
近几十年间电力谐波抑制的研究,渗透到了数字信号处理、系统仿真、电工理论、控制理论与控制技术、电力电子学等其它学术领域,已形成了自己特有的理论体系、分析研究方法与管理制度等[3]。目前,谐波抑制研究仍是一个非常活跃的领域。
2. 电网谐波理论介绍
2.1 电网谐波的定义
自从有了交流电,电力系统中便有了谐波。由于交流电网有效分量为频率为50Hz的基频信号,因此,任何频率不等于50Hz的信号都可以称之为谐波,这样的信号基本包括分数谐波、间谐波、次谐波等信号。
从谐波概念的源头——数学角度来分析,可以更加清晰明了的理解。在电力系统中,电流、电压信号可以看作周期函数,即
Matlab电网谐波抑制研究源滤波器的仿真模型(2):http://www.youerw.com/zidonghua/lunwen_1441.html