摘要
采用有源滤波器就地吸收谐波源所产生的谐波电流，是消除或限制电力系统谐波污染的一种有效的措施。本文从抑制谐波常用的几种方法出发，着重有源滤波器的相关知识及其仿真设计方法的介绍。本文设计的有源滤波器是利用瞬时无功功率理论计算谐波电流，由此产生有源电力滤波器的补偿信号。该方法可以实现快速的检测出谐波分量，并补偿无功功率。本设计用先进的仿真软件工具MATLAB中的电力系统仿真工具箱对基于这种方法的有源滤波器进行仿真，仿真结果表明基于瞬时无功功率理论设计的有源滤波器装置能够有效检测出谐波分量，并可以抑制谐波分量和进行无功补偿。
关键词：谐波;有源滤波器;仿真;MATLAB
目录TOC\o1-3\h\z\u
第一章绪论 1
1.1配电系统 1
1.1.1电力系统中电压等级的划分 1
1.1.2配电系统简介 1
1.2谐波的产生及其危害 2
1.2.1谐波的产生 2
1.2.2谐波的危害 2
1.3谐波的抑制技术 2
1.4有源电力滤波器的研究现状和发展 4
1.4.1有源电力滤波器的发展历史 4
1.4.2有源滤波器的发展前景 5
第二章有源电力滤波器及应用 1
2.1有源电力滤波器的工作原理 1
2.2有源电力滤波器的应用 2
2.2.1并联型有源电力滤波器 2
2.2.2与无源LC滤波器混合使用的并联型有源电力滤波器 3
2.2.3单独使用的串联型有源电力滤波器 3
2.2.4串联和并联有源电力滤波器的混合使用方式 4
第三章有源电力滤波器控制策略研究 5
3.1电流跟踪控制策略 5
3.2直流侧电压稳定性控制 6
3.2.1直流侧电压波动的原因 6
3.2.2直流侧电压控制策略 7
第四章并联型有源电力滤波器仿真研究 9
4.1并联型有源电力滤波器主要参数设计 9
4.1.1电压型PWM逆变器的数学模型的建立 9
图4-1电压型PWM逆变器电路 9
4.1.2主电路直流侧电容的选取 10
4.1.3交流侧电感的选取 12
4.2并联型有源电力滤波器的MATLAB仿真 12
4.2.1仿真模型的参数选定 12
4.2.2仿真结果分析 12
第五章总结与展望 15
参考文献 16
致谢 17
绪论
1.1配电系统
电力系统中各等级电网担负着不同的职能，因此其运行特点也各不相同，在国民生产中承担的职责也各有所重。
1.1.1电力系统中电压等级的划分
在电力系统的额定电压等级主要分为：大型电力系统的骨干电力网，中小型电力系统的基础电力网，中小城市、农村或大型工业企业内部区域电力网，配电网。具体电压等级如图1-1所示：
电网等级
电网等级
区域电力网35kV
区域电力网
35kV
110kV
配电网
10kV,6kV
基础电力网
110kV
220kV
骨干电力网
220kV
图1-1电力系统电网等级分级框图
一般情况下，传输功率越大、输送范围越广则相应的电力系统额定电压等级就越高。
1.1.2配电系统简介
配电系统就是电力系统中以分配电力为主要功能的网络系统，其主要作用是各个配电站和各种用电负荷供电，满足城市、农村、工厂的用电需求。配电系统的电压等级一般在35kV以下，按电压等级又可以划分为：高压配电系统（35-110kV）、中压配电系统（6-10KV)、低压配电系统（220/380V)；随着社会发展，高效率和高压等级是电网发展的必然方向，配电系统电压等级的发展趋势是：逐步淘汰低压配电系统、以6-10kV以上为主流REF_Re\r\h[1]。
我国的配电系统经过几十年的独立自主发展，业已达到相当规模，为我国的建设和发展做出了积极的贡献，日前我国配电系统的特点：负荷相对集中、布点多、线路长、供电半径大、短路容量大和谐波干扰严重，还有一个中国配电系统最独特的特点就是：我国35kV、10kV配电网绝大部分属于中性点不接地系统，这个特点使得我国的配电网及其自动化系统不能直接引进国外设备，我国配电系统的所有电气设备必须立足于这一特殊国情加以设计，这就使得本文针对配电系统研究的有源电力滤波器必须采用三相三线制连接方式。
配电系统在运行中存在大量的谐波源，大量的谐波严重十扰了配电系统乃至整个电力系统的稳定运行，因而当前对电网的谐波治理已经上升到保障国家发展、维护国家安全的高度，电网谐波治理业已成为电工学界的一个重要的研究课题。
1.2谐波的产生及其危害
1.2.1谐波的产生
公用电网中的谐波源主要是各种电力电子设备（含计算机、家用电器等的电源部分）、发电