论文总字数：17876字

摘 要

随着现代工业化的不断发展，电力电子设备的使用使得谐波问题的越来越严峻，谐波也就成为了影响电能质量的主要因素。并联型有源滤波器(shunt active power filter，SAPF)因为它的优点而成为了治理谐波的最佳手段之一。

而并联型有源滤波器它所使用的谐波电流的检测方法在很大的程度上是会影响到滤波器性能的优异程度的。因此，迅速并且精确地检测出负载电流当中所包含的谐波分量就成为了研究并联型有源滤波器的关键所在。

本文基于国内外文献，简要介绍了有源滤波器的现状和发展趋势，然后主要分析了并联型有源滤波器的工作原理。简述了比较常用的参考电流获取方式，并对基于瞬时无功功率的法和法进行深入研究，并用Matlab仿真软件对法进行仿真实验，并得出结论。

关键词: 并联型有源滤波器；谐波电流检测；补偿电流控制； Matlab

Simulation Research of shunt active power filter

Abstract

With the development of modern industrialization, the use of power electronic equipment makes the harmonic problem more and more severe, and the harmonic becomes the main factor that affects the power quality.. Active power filter shunt (SAPF) is one of the best methods for controlling the harmonic because of its advantages.

The harmonic current detection method of shunt active power filter used in the vast influence on the filter performance. So,quickly and accurately detect the harmonic component of the load current is the key research of shunt active power filter.

Based on the comprehensive literature at home and abroad, briefly introduces the history, actuality and trend of active filter, a detailed analysis of the basic working principle of shunt active power filter. The reference current commonly used access methods, and the study method and the  method based on instantaneous reactive power, and the method of simulation experiment using Matlab simulation software, and draw a conclusion.

Keywords: Shunt Active Power Filter；Harmonic current detection；Compensation current control； Matlab

目 录

摘 要 I

Abstract II

第一章 引 言 1

1.1课题背景 1

1.1.1本课题意义 1

1.1.2国内外研究动态 1

1.2关于谐波和无功 2

1.2.1谐波和无功的产生 2

1.2.2谐波和无功的危害 2

1.2.3抑制谐波和无功补偿 3

第二章 有源滤波器 4

2.1滤波器的基本认识 4

2.1.1无源滤波器（PF） 4

2.1.2有源滤波器（APF） 4

2.2 并联型有源滤波器 5

2.2.1并联型有源滤波器的分类 5

2.2.2并联型有源滤波器的基本原理 7

第三章 谐波电流检测方法和补偿电流控制策略的研究 9

3.1谐波电流检测方法研究 9

3.1.1基于瞬时无功功率理论的谐波检测法 9

3.1.2基于瞬时无功功率理论的谐波检测法 10

3.1.3本文采用的检测方法 12

3.2补偿电流控制策略研究 12

3.2.1空间矢量控制方式 12

3.2.2三角波比较方式 12

3.2.3滞环比较方式 12

3.2.4本文采用的控制方法 13

第四章Matlab/Simulink仿真研究 14

4.1谐波电流检测模块 14

4.2补偿电流控制模块 15

4.3 PWM逆变器主电路模块 15

4.4仿真结果分析 16

第五章 结论 18

致 谢 19

参考文献 20

附录 21

第一章 引 言

1.1课题背景

现代化工业的迅速发展对于电力系统的主要影响就是使得系统中的非线性负荷变得越来越多。像所有的开关电源，整流器和逆变器，这种非线性，器件的退化也被大规模应用到网格中，他们表现出的负面影响是非常明显的。以电力电子装置的开关谐波和次谐波行动注射进入电网，会使电网的电压和电流波形畸变严重。而这种谐波也就替换了较为传统的铁磁材料成为了如今电力体系中的谐波源。

随着自动化办公设备和家用电器的日趋普遍，在城市用电当中，民用和商用所占的用电比例也是日与剧增，例如，家用电器，如电脑，电视，空调和电扇、冰箱也都成为了谐波污染在配电网当中的主要原因。各个国家的政府机构对于电能质量监督管理非常关注。电力能源的质量问题中最最核心内容就是谐波的治理。

现在，使用有源滤波器(APF)来抑制谐波就是达到作用的一种重要方法，为了使有源滤波器可以进行精准的电流补偿，所以及时而又准确的检测出电网当中持续瞬态变化的谐波是必不可少的，而达到有源滤波器主要功效的重要关键就在于补偿电流控制方法能否做到足够的准确，这因为它负责着有源滤波器所发出预期补偿电流。

1.1.1本课题意义

如今，林林总总的电力变换设备的使用变得更加的普遍，电网谐波所带来提问的也发起了大家更多的关心注意。在电网中，谐波对电气设备，对继电保护装置，对通信系统，对测量和计量仪器计，对自动控制装置装置均有不好的影响。因此，谐波会造成的主要影响有电气装置寿命的缩小，电网可靠性的下降，电网的损失增多和电能质量指标降低等方面的经济损耗。谐波“污染”已成为损害电网使用的毒瘤，所以我们必须采取一定的措施对此加以治理与改善。

电力变换装置，作为在现代电力电网中主要的谐波源来说，将会使大量的无功功率被消耗掉，然后系统的功率因数就会减少。功率因数是衡量电网中设备的容量利用率的标准，功率因数低的，容量利用率也就会低，所以，我们只要使功率因数得到提高，容量利用率就会增加 ^[1]。

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