基于新型控制方法的三相四线制有源电力滤波器研究

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三相四线制有源电力滤波器的控制方法研究

三相四线制有源电力滤波器的控制方法研究摘要：并联型电力有源滤波器是一种应用广泛的谐波抑制和无功补偿装置。

本文采用基于时域变换的谐波电流检测算法(TTA),并将滑动平均值滤波应用于该算法中。

通过建立仿真模型，对 TTA 和ip-iq 法谐波电流的检测效果及有源滤波器系统的控制进行了仿真分析。

结果表明采用滑动均值滤波的TTA 算法能够快速、准确地检测出谐波和无功电流。

关键词：三相四线;有源电力滤波器;谐波检测;滑动平均值滤波1.引言在低压配电网中广泛采用了三相四线制系统。

由于各种电能变换装置的应用以及中性线的存在，零序电流在中性线上相互叠加，会使得中性点偏移，三相电流不对称，也会导致中线电流大大超过它的额定值，造成中线故障;另一方面使得变压器过热，导致绝缘破坏，同时还会造成中线对地电势的提升。

有源电力滤波器(Active Power Filter，APF)因为能够根据不同的目的实现灵活的动态补偿且不容易和电网阻抗发生谐振，在三相四线制系统中已经得到了广泛的应用谐波及无功电流的检测和补偿电流的控制都是有源滤波器应用中的关键技术，检测算法中使用的低通滤波器又是影响检测精度与速率的关键因素。

传统谐波检测多采取使用普通低通滤波器(LPF)的ip-iq 法，但是其计算量较大，稳态精度和动态性能不够理想。

本文采用基于时域变换的谐波电流检测算法(Time-domain based Transform Algorithm，TTA)【1】，并将滑动平均值滤波技术应用到该算法中，可以有效地改善谐波检测的动、稳态性能。

补偿电流的控制采用滞环比较法，该方法原理简单，响应速度快，且不含有特定频率谐波分量。

2.谐波及无功电流检测原理将负载电流通过计算得到期望的基波正序有功电流，再与负载电流相减取反，即可得到谐波和无功电流。

基于这种思想，目前谐波和无功的检测主要有以下几种方法【2】：(1)采用模拟滤波器的谐波检测方法;(2)基于傅立叶变换的谐波检测方法;(3)基于小波分析的谐波检测方法;(4)基于神经网络的谐波检测方法;(5)基于瞬时无功功率理论的谐波检测方法;(6)基于时域变换的谐波电流检测法。

基于重复控制的三相4线制有源电力滤波器研究

ＺＨＡＮＧＧｕｏｒｎｇ，ＣＨＥＮｕｆｉ —ｏＹｍｅ
（ｓａｃｅｔｒｆｒＰｈｔｖｌａｃＳｓｅＥｎｎｅｉｇＭｉｉｔｙｏＲｅｅｒｈＣｎｅｏｏｏｏｔｉｙｔｍｇｉｅｒｎｎｓｒｆＥｄｕａｉｎ，ｈｅｇｃｔｏｔｅＥｎｒｙＩｓｉｕｅｆｎｔｔｔＨｅｏＵｎｖｒｉｙｏｅｈｏｏｙ，ｆｉ２００，ｈｉＣｈｎ）ｉｅｓｔｆＴｃｎｌｇＨｅｅ３０９Ａｎｕ，ｉａ
摘要：用三相４制有源电力滤波器解决电网中谐波、功功率和三相不平衡等电能质量问题。介绍采线无了三相４桥臂有源电力滤波器主电路结构，及基于瞬时无功功率理论中的ｉｉ波检测方法。采用重复以一谐
ＡｂｔａｔＴｈｈｅ — ｈｓｏｒｗｉｅａｔｅｐｗｅｉｅｒｓｄｔｏｖｈｏｒｑａｉｙｐｏｌｍｓ，ｕｈｓｒｃ：ｅｔｒｅｐａｅｆｕ — ｒｃｉｏｒｆｌｒａｅｕｅｏｓｌｅｔｅｐｗｅｕｌｒｂｅｖｔｔｓｃ
ｐｏｅｈｅｒａｎｒｄｕｃｄ．Ｔｈｅｅｔｔｖｏｎｔｏｌｓｒｔｇｙｗａｅｔｏｄｅｃｍｐｎｓｔｕｒｅ，ａｗｒｔｏｙｗｓｉｔｏｅｒｐｅｉｉｅｃｒｔａｅｓｕｓｄｏｐｒｕｃｏｅａｅｃｒｎｔｎｄｕｓｄＭａｌｂｓｍｕａｉｎｏｄｅｉａａｅｅｓｏｆｔｅｒｐｅｉｉｅｃｔｏｌｒＵｓｎｇｔｓｓｈｅｅｃｎｃｍｐｅｓｔｏｅｔａｉｌｔｏｔｓｇｎｐｒｍｔｒｈｅｔｔｖｏｎｒｌｅ．ｉｈｉｃｍａｏｎａｅｆｒｔｒｏｃｈｅｈａｍｎｉｓ，ｎｅｔｖｅｓｑｕｎｃｎｄｚｒｅｕｅｃｕｒｅｔｏｈｒｅｐｈａｅｆｕｒｗｉｅｓｓｅｇａｉｅｅｅａｅｏｓｑｎｅｃｒｎｆｔｅ — ｓｏ — ｒｙｔｍｅｆｃｉｌＡｎｄｆｅｔｖｅｙ．ｔｘｒｍｅｔｌｒｓｔｈｏｔａｉｉｙｏｆｔｒｐｏｅｅｈ．ｈｅｅｐｅｉｎａｅｕｌｓｓｗｈｅｖｌｄｔｈｅｐｏｓｄｍｔｏｄ

三相四线有源电力滤波器的研究的开题报告

三相四线有源电力滤波器的研究的开题报告一、选题背景近年来，随着电子设备的普及和社会经济的发展，电力质量问题受到了越来越多的关注。

电力质量问题主要表现为电压波动、频率变化、谐波失真、闪变、电磁干扰等方面的问题。

其中，谐波问题是电力质量问题中比较常见的一种。

谐波会引起电网的过载问题，在某些情况下还可能会损坏设备，甚至影响到电网的稳定性。

因此，电力谐波控制的研究变得越来越重要。

滤波器的应用是一种有效的解决谐波问题的方法。

滤波器可以通过消除谐波的方式来控制电网的电力质量。

有源电力滤波器是现代电力滤波技术中的一种新型滤波器，它可以实现高效稳定的谐波控制，被广泛应用于电力系统中。

二、研究目的本研究旨在研究三相四线有源电力滤波器的原理、模型与控制策略，实现有源电力滤波器对电力谐波的有效控制，并优化有源电力滤波器的控制方法，提高其滤波效率和性能。

三、研究内容1. 有源电力滤波器的基本原理及结构2. 有源电力滤波器的模型分析及建模方法3. 有源电力滤波器的控制策略研究4. 有源电力滤波器的性能优化研究5. 实验验证与结果分析四、研究计划1. 第一年（1）学习相关电力电子技术，研究有源电力滤波器的基本原理及结构；（2）对有源电力滤波器的模型进行分析，建立相应的数学模型；（3）研究有源电力滤波器的控制策略，包括基于 PI 算法的控制、模型预测控制等；（4）设计并搭建基于 MATLAB 平台的有源电力滤波器仿真系统。

2. 第二年（1）完善有源电力滤波器的控制策略，并进行仿真验证；（2）进行实验验证，并对实验结果进行分析；（3）在实验基础上，对有源电力滤波器的性能进行优化研究。

3. 第三年（1）总结前两年的研究成果，撰写论文；（2）进行论文的修改完善，以及论文的答辩和发表工作。

五、研究意义本研究可以有效解决电力谐波问题，提高电力质量，保障电力系统的稳定性。

同时，优化有源电力滤波器的控制方法，提高其滤波效率和性能，具有较高的实用性。

三相四线多重化有源电力滤波器控制策略研究的开题报告

三相四线多重化有源电力滤波器控制策略研究的开
题报告
一、研究背景
随着电力电子技术的不断发展，电力质量问题日益受到关注。

其中，谐波污染是一种常见的电力质量问题，可以导致电网中的电压和电流畸变，损坏供电设备，对电力系统的稳定性和可靠性产生不良影响。

为了
解决谐波污染问题，研究人员提出了许多技术，其中包括使用有源电力
滤波器来降低谐波电流。

当前，大多数有源电力滤波器都是采用三相三线结构，通过空间载
波与辅助电路来控制谐波电流。

但是，随着用电负荷的不断增加，三相
三线结构已经难以满足需求，因此需要采用更加先进的多重化技术，例
如三相四线结构。

同时，在多重化的环境下，如何设计控制策略以实现
有效的谐波抑制也成为了重要的研究课题。

二、研究目的
本研究旨在探索三相四线多重化有源电力滤波器控制策略，并通过
仿真实验验证其有效性。

具体的研究目标包括：
1.设计可靠的多重化控制系统，包括多个电源和多个逆变器。

2.开发多种控制算法，以实现最优化的与最小化的损耗。

3.利用仿真实验验证控制策略的有效性，包括在不同负载条件下的
对谐波抑制效果、系统稳定性和安全性等方面。

三、研究内容
1.多重化控制系统设计
2.多重化控制算法设计，包括序列循环控制，协同控制和优化控制等。

3.仿真实验设计与结果分析
四、研究意义
本研究将为新型电力滤波器的设计与控制提供一种新的思路，有助于解决现有电网中的电力质量问题。

同时，该研究也可以提高电力系统的稳定性和可靠性，促进电力智能化的发展，有重要的工程实际意义和应用前景。

基于DSP三相四线制有源电力滤波的研究

１１有源电力滤波器的基本原理．
进一步将基波电流分解
ｉ￡＝ｉ（）＋ｉ（）１（）ｌｔｌｔ
有源电力滤波器根据连接的方式分为并联型
和串联型，并联型的应用最为广泛。有源电力滤式中：为基波电流瞬时值；ｉ为基波无功电流
偿电流ｉ，使得ｉ＝ｉ，便可以补偿负载的高次谐波电流使得电源电流正弦化，大大提高电源的功
率因数。若在补偿谐波电流的同时进行无功补偿，可
常简捷。
１有源电力滤波器的基本原理和结构图
方法和滞环控制方法的准确性，电流补偿效果达到设计要求。最后，在ＴＳ２Ｆ８２的ＤＰ平台搭建了Ｍ３０２１Ｓ
控制模块，实验表明有源电力滤波在一ｉ。。的谐波检测和滞环控制下具有较好的滤波效果。
ｉ（）＋ｉ（）１ｔｈｔ
Ｍａａｔｂ中有专用于电力系统分析的电力系统式中：ｉ为负载电流的瞬时值；，为基波电流有ｌ。
模块集（ｏｅｙｔｍＢｏｋｅ，ＰＢ，它是一种效值；，为ｎ次谐波电流有效值；ｉＰｗｒｓｌｅｓｔＳ）Ｓｅ为基波电流针对电力系统的可视化建模与仿真工具，可用于瞬时值；ｉ为谐波电流瞬时值。
电路、电力电子系统、电机系统、电力传输等过

三相四线制有源电力滤波器的研究

ＺＡａＸＡｉｎｊｎＨＵＮＧＨｕＩＯＸａ－ａｉ
（ｃｏｌｆＥｅｔｎｃ＆ＥｅｔｃＥｇｎｅｉｇＣａｇｈｕＩｓｔｔｆＴｃｎｌｇＣａｇｈｕ２３０）Ｓｈｏｌｃｏｉｏｒｌｒｎｉｅｒ，ｈｎｚｏｎｔｕｅｏｅｈｏｏｙ，ｈｎｚｏ１０２ｃｉｎｉ
ｄｒｔｅｕｅｔｅｓｔｈｆｅｕｅｃｔｒｅ— ｈｓｒｄｅｉｏｔｏｌｙｏｅｃｃｅｎｏｔｕｃｒｕｉＩｒｅｏｒｄｃｗｉｒｑｎｙ，ｈｅｐａｅｂｉｇｓｃｎｒｌｓｈｃｄｅｂｎ — ｙｌｃｎｒｔｄｔｅｔｒｏｅａｏｂｔＮ— ａｅｈｌ－ｒｄｅｉｔｌｂｓｄｏｅｏｄｎａｙｏｅｃｃｅｃ－ｏｔｏｌｍｅｈｏｗｉｖｃｐｒｔｎ，ｕｐｈｓａｆｂｉｇｓｓｌａｅｎｔｒｉｒｎ — ｙｌｏｎｈｏｉｉｈｔｏ．ｔｒｔｅｃｎｏｑｕｔｎｓａｄｃｎｔｏｉｃｔａｈｓｂｃｒｕｔａｅｓｔｕｔｅｓｍｕａｏｖｒｌｒ１Ａｆｅｏｔｌｅａｏｎｏｒｌｃｕｓｏｆｅｃｕ — ｉｃｉｒｅｐ，ｉｌｔｎｏｆｏｅａｌｈｒｉｒｉｈｉｃｒｕｔｉｔｄｅ，ｉｈｓｏｅｃｎｒｌｃｒｕｔｉｅｙｓｍｐｅ，ａｏｅｓｔｅｎｕａｕｒｎｓｗｅｌｉｃｉｓｓｉｄｗｈｃｈｗｓｔｏｔｏｉｃｉｓｖｒｉｌｃｎｃｍｐｎａｅｔｅｔｌｃｒｅｔａｌｕｈｈｒｓｔｒｅｐａｅｈｒｎｃａｅｃｅｃｒｅｔｅｃｅｙ．ｔＣｒｄｃｏｓｆｓｔｅｎＡＰＦ．ａｈｅ — ｈｓａｍｏｉｄｒａｔｖｕｒｎｆｅｔｖｌａｄｉａｅｕｅｔｅｌｓｏｗｉｈｓｉｎｉｓｉｎｎｈｃＫｅｒｓ：ｃｖｗｅｉｅｏｎ —ｙｌｏｎｏｎｖｃｏｐｅａｏｔｒｅｐｈｓｏｕ — ｒｓｔｈｌｓｙｗｏｄａｔｅｐｉｏｒｆｔｒ；ｅｃｃｅｃｔｌｏｅｔｒｏｒｔｎ；ｈｅ — ａｅｆｒｗｉｅ；ｗｉｃｏｓｌｒｉ

术实现的三相四线制有源电力滤波器

申艘，ｌ：跃，何益宏，李芏【：雨．１兆安采用双ＤＳＰ控制技术实现的三相ｐｑ线制响源ＩＵ力滤波器采用ＸＹ．ＤＳＰ控制技术实现的三相四线制有源电力滤波器＋卓放，王跃，何益宏，李红雨，王兆安（西安交通大学，西安７１００４９）摘要：三相四线制系统中如何实现有源电力滤波器来消除线路中的谐波问题越来越被人们所重视。

本文介绍了一种采用两个高速数据处理芯片为主构成的双ＤＳＰ垒数字化控制实现三相四线制有源电力滤波器．对整个有ｊ幕电力滤波器系统进行了阐述。

实验结果表明，控制电路采用空数字化控制，主电路结构为三相变流器形式的有源电力滤波器可对三相四线制系统中的谐波、负序及零序电流分量进行补偿，取得了良好的效果。

关键词：三相四线制；谐波；有摞电力滤波器；数字化控制ＡｃｔｉｖｅＰｏｗｅｒＦｉｌｔｅｒＣｏｎｔｒｏｌｌｅｄｂｙＨｉｇｈ－ＳｐｅｅｄＤａｔａＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＣｈｉｐＵｓｅｆｏｒ３一Ｐｈａｓｅ４－ＷｉｒｅＳｙｓｔｅｍ一●ＺｈｕｏＦａｎｇ，ＷａｎｇＹｕｅ，ＨｅＹｉｈｏｎｇ，Ｌｉｔｔｏｎｇｙｕ，ＷａｎｇＺｈａｏ＇ａｎ（Ｘｉ＇ａｎＪｉａｏｔｏｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，ｍ＇ａｎ７４１０１８．Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｔｉｓｒｅｇａｒｄｔｈａｔｈｏｗｔｏｃｏｎｓｔｒｕｃｔａｎａｃｔｉｖｅｐｏｗｅｒｆｉｌｔｅｒｔｏｄｉｓｐｅｌｔｈｅｈａｒｍｏｎｉｃｓｉｎｔｈｒｅｅｐｈａｓｅｆｏｕｒｗｉｒｅ．Ｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒａｎａｃｔｉｖｅｐｏｗｅｒｆｉｌｔｅｒｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄｂｙｔｗｉｎｈｉｇｈ－ｓｐｅｅｄｄａｔｅｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇｃｈｉｐｉｓｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ．Ａｎｄｅｘｐａｔｉａｔｉｎｇｔｏａｌｌｓｙｓｔｅｍ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｏｆｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｉｎｄｉｃａｔｅｓｔｈａｔｔｈｅｈａｒｍｏｎｉｃｓ，ｂｅａｒａｎｄｚｅｒｏｏｒｄｅｆｃｕｒｒｅｎｔｉｎｔｈｒｅｅｐｈａｓｅａｎｄｆｏｕｒｗｉｒｅｃｏｕｌｄｂｅｃｏｍｐｅｎｓａｔｅｄｂｙｕｓｉｎｇｔｈｉｓｃｏｎｔｒｏｌｍｅｔｈｏｄ．‘Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ｔｈｒｅｅ－Ｄｈａｓｅｆｏｕｒ－ｗｉｒｅ；Ｈａｒｍｏｎｉｃｓ；Ａｃｔｉｖｅｐｏｗｅｒｆｉｌｔｅｒ；Ｄａｔａ－ｅｏｎｔｒｏ］］ｉｎｇ１引言控制系统是有渊电力滤波器的核心，挑定了有源电力滤波器系统的箨项士要性能利指标。

三相四线有源电力滤波器控制算法研究的开题报告

三相四线有源电力滤波器控制算法研究的开题报告一、研究背景随着电力电子技术的不断发展，电力质量问题受到了越来越多的关注。

其中，谐波扰动是造成电力质量问题的主要因素之一。

有源电力滤波器（Active Power Filter，APF）作为一种有效的谐波抑制措施，发挥着越来越重要的作用。

APF可以通过控制其输出电流来消除电网中的谐波扰动，并能够在电网电压波动或不平衡时保持负载侧电压稳定。

目前，针对APF的控制算法研究已经取得了很多进展。

然而，大多数现有研究针对的是三相三线APF，而针对三相四线APF的研究还比较有限。

三相四线APF是目前工业生产中常用的APF类型之一，其控制算法需要考虑更多的因素，如中性线电流的控制等，因此具有一定的难度。

二、研究目的本研究旨在探究针对三相四线有源电力滤波器的控制算法，解决该类型APF在实际工业应用中面临的问题，提高其抑制谐波扰动的效率和稳定性。

三、研究内容1.分析三相四线APF工作原理及其在电力质量改善中的应用。

2.针对三相四线APF控制的难点和挑战，结合中性线引入的因素，研究其控制策略和算法。

3.设计并实现三相四线APF控制器，验证所提出的控制算法模型的有效性和可行性。

4.对所设计的三相四线APF进行性能指标测试，并与传统的控制算法进行对比分析，验证其在消除谐波扰动方面的优越性和稳定性。

四、研究方法本研究将采用理论分析、数学建模、仿真模拟、实验验证等多种方法，深入探究三相四线有源电力滤波器控制算法的优化策略。

1.通过回顾三相三线APF控制理论的研究成果，总结其优缺点，从而引出三相四线APF控制的设计算法。

2.结合电机控制理论和MATLAB/Simulink平台，进行三相四线APF控制算法的建模和仿真分析。

3.在实验室搭建三相四线APF实验平台，验证所提出的控制算法模型的有效性和可行性。

4.对实验结果进行分析和总结，为进一步优化三相四线APF控制算法提供响应的理论基础。

三相四线并联型有源电力滤波器的仿真及研究——毕业设计精品

摘要随着电力电子装置大量的应用到生产生活当中，它们使电能的转换应用变得更加容易，但同时也给电力系统带来了严重的谐波污染。

目前，并联有源电力滤波器(shunt active power filter ，SAPF)已成为无功和谐波动态补偿的有效手段之一。

在三相四线制电力系统中除了无功和谐波需要治理，负载不平衡问题也变得日益突出，因此，本文研究与设计适用于三相四线制下的SAPF 来解决这些问题。

针对三相四线制SAPF 谐波电流检测问题，本文详细的推导基于瞬时无功理论的q p i i -算法，论证它无需改进即可直接应用到三相四线制系统里；选择了滞环比较法作为补偿电流的控制策略；采用了三桥臂变流器作为SAPF 的主电路。

文章的最后，利用 MATLAB/Simulink 软件，搭建了仿真平台，对主电路出线电感参数和软启动方案进行单独仿真分析，证明电感值参数选择的合理和软启动方案可行。

对 SAPF 和所要补偿的系统进行了整体仿真，结果证明在所选参数下，能够对平衡和不平衡非线性负载所带来的谐波有很好的动态补偿效果，对不平衡负载有很好的平衡作用；进而也说明检测方法正确，控制策略得当。

关键词谐波动态补偿；并联有源电力滤波器；三相四线制；q p i i -算法 MATLAB/SimulinkAbstractWith extensive application of power electronic devices in production and life,they make power energy conversion and application easily, but also lead to the serious harmonic pollution in the power system. At present, the shunt active power filter (SAPF) has been an effective way to dynamically compensate reactive power and harmonic. In addition to these problems, the load unbalance is more and more serious in three-phase four-wire system, therefore, SAPF applied to three-phase four-wire system is researched and designed to solve these problems in this paper.For the harmonic current detection of SAPF in three-phase four-wire system, the q p i i -algorithm based on the instantaneous reactive theory is detailedly derived, and this algorithm is demonstrated it could be directly applied to three-phase and four-wire system without being improved. Hysteresis-band comparison method is chosen as compensation current control strategy. The three-leg converter which has clear division is adopted as the main circuit.At the end of the paper, the simulation platform is built by use of MATLAB/Simulink software. The output inductance parameter and soft-start scheme are simulated respectively. The results prove that output inductance parameter is reasonable and the soft-start scheme is feasible. Then, the integrated simulation for SAPF and compensation system is carried out. Finally, simulation results show that SAPF has a good compensation characteristic for the harmonic produced by the balance and unbalance nonlinear loads, and balances three-phase loads in three-phase and four-wire system. At the same time, simulation results show that harmonic detection method is correct and the control strategy is proper.Keywords ：harmonic dynamic compension ； shunt active power filter ；three-phase four-wire system ；q p i i -algorithm ；MATLAB/Simulink第一章绪论 (5)1.1 谐波概述及其危害 (5)1.2 谐波抑制强 (6)1.2.1 无源电力滤波器 (6)1.2.2有源电力滤波器 (6)1.2.3 混合型有源电力滤波器 (8)1.3 有源电力滤波器的发展和应用 (9)1.3.1 有源电力滤波器的发展 (9)1.3.2 有源电力滤波器的应用 (9)1.4 本文的研究的意义和内容设置及主要任务 (10)第二章三相电路谐波及无功电流的检测 (11)2.1 基于瞬时无功功率理论的电流检测方法 (11)2.1.1 瞬时无功理论原始定义及发展 (11)2. 1. 2 瞬时无功功率理论 (11)2. 1. 3 坐标变换 (16)2.2 三相四线制系统中基于瞬时无功功率理论的检测方法 (17)2.2.1 q p - 法检测电流 (17)2．2．2 q d i i -指令运算方法 (17)2.3 谐波分量的处理 (18)2.3.1 对基波零序分量的处理 (18)2.3.2 对基波负序分量和高次谐波分量的处理 (19)2.4 q p -运算方式和q p i i -运算方式的优缺点 (19)第三章并联型三相四线制补偿电流发生电路方案选择 (20)3.1 三相四线制系统APF 主电路形式和结构选择设计 (20)3.1.1 四相变流器结构形式 (21)3.1.2 三相变流器结构 (21)3. 2 三相四线并联型有源电力滤波器主电路的参数选择 (22)3. 2. 1主电路容量的确定 (22)3. 2. 2 系统开关频率 (22)3. 2. 3电容总电压的选择 (23)3. 2. 4 电容选择准则和参数选择 (24)3. 2. 5 交流进线电感选择准则和参数选择 (25)3.3 电流跟踪控制电路 (26)3.3.1 三角波比较方式 (26)3.3.2 三角波比较方式 (27)第四章仿真 (28)4.1三相四线制不平衡负载的谐波源设计 (28)4.2 谐波电流检测环节的设计 (30)4. 2. 1低通滤波器构成原理 (31)4.2.2 检测 (33)4.3 PWM信号发生模块的建立 (35)4.4 仿真模型的整体结构 (37)4.5 本章小结 (37)第六章结论及展望 (38)6.1本文的主要研究成果及完成的主要工作 (38)致谢 (39)参考文献 (40)第一章绪论从上世纪20至30年代，人们已经注意到了由静止汞弧变流器弓I起的电网电压和电流的畸变问题。

三相四线制有源电力滤波器双重化设计的研究

研究与开发
三相四线制有源电力滤波器双重化设计的研究
罗进徐笑娟２李阳
（１．南京华士电子科技有限公司，南京摘要２１００００；２．安徽５１２业大学，安徽马鞍山２４３０３２）
文章采用载波移相的双重化技术，在保持主电路拓扑结构及不提高逆变桥开关频率
２．ＡｎｈｕｉＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｍａａｎｓｈａｎ，Ａｎｈｕｉ２４３０３２）
ＡｂｓｔｒａｃｔＴｈｅｄｕａｌｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｏｆｃａｒｒｉｅｒｗａｖｅｓｈｉｔｉｆｎｇｗａｓａｄｏｐｔｅｄｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ，ｎｏｔｏｎｌｙｔｈｅｈｉｇｈｅｒｅｑｕｉｖａｌｅｎｔｓｗｉｔｃｈｉｎｇｒｅｆｑｕｅｎｃｙｗａｓｏｂｔａｉｎｅｄｕｎｄｅｒｔｈｅｃｏｎｄｉｔｉｏｎｏｆｉｎｖａｒｉａｎｔｍａｉｎｃｉｒｃｕｉｔｔｏｐｏｌｏｇｙａｎｄｎｏｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔｉｎｔｈｅｓｗｉｔｃｈｉｎｇｒｅｆｑｕｅｎｃｙｏｆｔｈｅｉｎｖｅ￣ｅＬｂｕｔｔｈｅｇｒｅａｔｅｒｃａｐａｃｉｔｙａｎｄｔｈｅｗｅｌｌｈａｒｍｏｎｉｃｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎ．Ｔｈｅｍｕｌｔｉ — ｃｈａｎｇｅｐｒｉｎｃｉｐｌｅｏｆｔｈｅＳＰＷＭｗａｓｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ，ｗｈｉｃｈｉｓａｐｐｌｉｅｄｉｎｔｈｅＡＰＦｏｆｐａｒａｌｌｅｌｔｈｒｅｅ — ｐｈａｓｅｆｏｕｒ－ｗｉｒｅｓｙｓｔｅｍ．ＴｈｅｎｔｈｅＡＰＦｈａｍｏｒｎｉｃｄｒａｗｉｎｇａｎｄｔｈｅｏｐｔｉｍａｌｄｅｓｉｇｎｏｆｉｔｓｃｏｎｔｒｏｌｓｔｒａｔｅｇｙｗａｓａｌｓｏｇｉｖｅｎｉｎｔｈｅｐａｐｅｒ．Ａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅｄｏｕｂｌｅｃｈａｎｇｅｐｒｉｎｃｉｐｌｅ，ｔｈｅＡＰＦｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇｐｒｏｔｏｔｙｐｅｗｉｔｈ１５０ｋＶＡｉｓｄｅｖｅｌｏｐｅｄｉｎｈｅｔｅｎｄ，ｔｈｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｅｎｔｉｒｅｓｙｓｔｅｍｉｓｓｔｅａｄｙａｎｄｒｅｌｉａｂｌｅ，ｉｔｓｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｃａｎｓａｔｉｓｆｙｔｈｅｔｅｃｈｎｉｃａｌｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓａｎｄｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎｅｆｆｅｃｔｉｓｏｂｖｉｏｕｓ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＡＰＦ；ｃａｒｒｉｅｒｗａｖｅｓｈｉｔｉｆｎｇ；ｄｕａｌｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ；ｈａｒｍｏｎｉｃｗａｖｅ

三相四线制有源电力滤波器的一种新控制方法

电流，以达到对谐波抑制的效果，不需要Ｐ调节Ｉ
压器及交流滤波电抗器参数不对称以及单相负载
运行等都会造成系统的不平衡。负载不平衡会引起网侧的三相电压、电流的不平衡，增加线路的损耗；且会产生负序、零序电流，从而造成逆变器的输出波形发生畸变（幅值和相位）严重时会造成，
女，士，究方向硕研
构建了三相四线制系统下的仿真模型，行验证。仿真结果表明，进在三相四线制系统中，该控制原理能对不平衡、非线性系统进行动态补偿。采用该控制方法控制已有的有源电力滤波器，测得的电网电流谐波含量明显减小。
关键词：相四线；有源电力滤波器；位电流三单中图分类号：Ｎ７３文献标志码：Ｔ１Ａ文章编号：０１５３（ＯＯ１－４－１０ — １２Ｌ）５０００５０４
ａｔｅｐｗｒｉｅ，ｈｅｓｒｄｃｒｎａｎｏｔｎｗｓｂｉｕｌｒｄｃｄｃｖｏｅｔｒｔｅｍａｕｅｍｕｒｔｒｉｃｎｅｔａｖｏｓｅｕｅ．ｉｆｔｄｅｈｍｏｃｏｙ
Ｋｅｏｄｙｗｒｓ：ｔｅ－ｈｒｅｐｈａｅｆｓｏｕｒｗｉｅ；ａｃｉｅｐｏｗｅｌｅ－ｒｔｖｒｆｔｒ；ｕｎｉｕｒｅｔｉｔｃｒｎ
ｔｎｒｓｌｅｎｔｔｄｔｅｅｅｔｅｅｓｏｅｐｏｏｅｏｔｌｔｏｒｄｎｍｉｏｅｓｔｎｕｄｒｔｅｃｎｉｅｕｔｄｍｏｓｒｅｆｃｉｎｓｆｔｒｐｓｄｃｎｒｈｄｆｙａｃｃｍｐｎａｉｎｅｈｏ — ｏｓａｈｖｈｏｍｅｏｏｄｔｎｏｎａａｃｄａｄｎｎｉｅｒｌａｓｆｒｈｅ — ｈｓｏｒｗｉｙｔｍｓｉｏｆｕｂｌｎｅｎｏｌａｄｏｒｅｐａｅｆｕ — ｒｓｓｉｎｏｔｅｅ．Ｕｓｎｅｍｅｈｄｔｏｔｌｔｅｅｉｔｇｉｇｔｔｏｏｃｎｒｈｘｓｎｈｏｉ

三相四线制有源电力滤波器控制算法的研究的开题报告

三相四线制有源电力滤波器控制算法的研究的开题报告一、选题背景与意义随着现代工业化的快速发展，现代工业中使用大量的电力设备，而这些设备带来的电磁干扰问题日益引起人们的重视。

为了解决这一问题，从而保证电力系统稳定、安全运行，滤波器技术成为电力系统中十分重要的一部分。

有源电力滤波器是一种能够控制电力系统中谐波和电磁干扰的设备，其结构简单、控制性能好，广泛应用于电力系统中。

然而，随着电力系统的不断发展，其滤波器控制算法也需要不断更新和优化，以更好地应对日益复杂的电力负载情况。

因此，本课题拟对有源电力滤波器控制算法进行研究，旨在提高滤波器控制的精度和效果，进一步推进电力工业的可持续发展。

二、研究内容和技术路线本研究拟采用三相四线制有源电力滤波器作为研究对象，研究其控制算法，主要研究内容包括：1. 有源电力滤波器的控制原理和主要参数的测量方法。

2. 基于DSP技术的有源滤波器控制算法设计。

3. 在Matlab软件平台上建立有源电力滤波器的模型进行仿真和实验验证。

技术路线如下：1. 研究三相四线制电力系统的基本知识以及电力负载的特点，了解有源电力滤波器的基本原理和控制策略。

2. 总结有源滤波器中常用的控制算法，并进行比较分析。

3. 建立控制算法的数学模型，并利用Matlab软件进行仿真验证。

4. 设计完整的有源电力滤波器实验平台，结合实际电力负载进行实验测试和控制效果分析。

三、预期成果1. 研究有源电力滤波器的控制算法，提高滤波器控制精度和效果。

2. 建立有源电力滤波器的数学模型，利用仿真和实验平台进行验证。

3. 对有源电力滤波器控制算法的研究成果进行总结和归纳，编写学术论文，并提交相关SCI、EI等国际期刊。

四、研究工作计划及进度安排本研究计划总时长为12个月，具体工作计划及进度安排如下：第1-2个月：阅读相关文献，学习电力系统中有源电力滤波器的基本原理。

第3-4个月：总结有源滤波器中常用的控制算法，并进行比较和分析。

有源电力滤波器的一种新型复合控制方法的研究

有源电力滤波器的一种新型复合控制方法的研究随着社会的发展，电力系统的电力质量也在不断提高。

而由于电力系统中存在一些非线性因素，它会产生电力中的不规则波形，这些不规则波形会严重影响电力系统的电力质量。

因此，开发一种滤波器来减少这些不规则波形的影响是很有必要的。

有源电力滤波器(ActivePowerFilter, APF)就是在传统的电力滤波器的基础上进行的改进，它可以有效的减少不规则波形对电网的影响。

有源电力滤波器的复合控制是有源电力滤波器系统的关键，它不仅控制有源电力滤波器的滤波功能，而且还能够有效的抵消其他发电机对电力系统的负荷变化所造成的影响，有效的抑制不规则波形对电力系统的污染。

针对传统控制策略的不足，为了提高有源电力滤波器的滤波效果，提出了一种新型的复合控制策略，该控制策略是将电流控制与调压控制结合起来的。

首先介绍该控制策略的结构，该控制策略是由一个电流控制器和一个调压控制器组成的复合控制系统，它能够有效的实现有源电力滤波器的控制功能，来抵消其他发电机对电力系统的负荷变化所造成的影响。

该控制策略采用电流控制与调压控制相结合的方法，采用两拨层次结构来控制有源电力滤波器的运行，第一拨层采用电流控制来控制有源电力滤波器的输出电流，确保有源电力滤波器的滤波功能；第二拨层采用调压控制来控制有源电力滤波器的输出电压，以抵消其他发电机对电力系统的负荷变化所带来的影响，实现有源电力滤波器抑制不规则波形对电力系统的污染功能。

其次，介绍该控制策略实验研究的方法。

为了验证该控制策略的有效性和可行性，实验采用了一台三相四线有源电力滤波器仿真实验系统，利用MATLAB/Simulink仿真软件建立仿真模型，并采用多种负荷环境对有源电力滤波器的滤波功能进行仿真验证，为研究有源电力滤波器的复合控制策略提供理论依据。

最后，对该控制策略的研究结果进行总结。

根据仿真实验结果，采用该控制策略可以有效的抑制不规则波形对电力系统的影响，可以明显改善电力系统的稳定性，有助于保障电力系统的电力质量。

电子论文-一种新颖的应用于三相四线有源电力滤波器的混合电流控制方法

电流进行控制，直流电压利用率高，因此这类拓扑应用更为普遍，尤其是在大功率的场合．三相四桥臂功率电路电流的典型控制方法有滞环跟踪控制、三角波脉宽调制及空间矢量调制（）等．其中滞环跟踪控制具有响应快，实时性好ＳＶＭ等优点，但其开关频率不固定，滤波电感较难选择，且不能实现四桥臂控制的真正解耦；三角波脉宽调制虽然能使开关频率保持不变，但其电流跟踪速度受限于载波频率，且另需一套三角波发生电路，因此空间矢量调制具有开关频率恒定，直流电较少采用．压利用率高等优点，但其运算量大，控制复杂．较之，由于增加了一组桥臂，此时于三相三桥臂的ＳＶＭ的空间矢量将从二维坐标转换为三维坐标，即３Ｄ，控制的复杂程度将大大增加．文献【】提出ＳＶＭ４了一种新的三相四桥臂逆变器控制方法，该方法将主功率桥臂与中线桥臂分别独立控制，并建立了相应的电路模型．本文首先对三相四桥臂ＡＰＦ电路进行了分析，指出Ａ的三相主功率电流控制与中线电流控制ＰＦ在此基础上，指出Ａ是相互独立的．ＰＦ的三相输出电压矢量与中线桥臂的开关状态是无关的，采用三相主功率桥臂ＳＶＭ控制及中线桥臂滞环电流控制的混合电流控制方案，实现了四桥臂控制的真正解的控制．耦，从而大大简化了三相四线ＡＰＦ
对称，产生较大的零序电流，进而影响到电网的正常运行．为了对三相电流谐波进行补偿，消除或减小电源侧的零线电流，可以采用三相四线有源电力滤波
【】１器（）ＡＰＦ．三相四线电路ＡＰＦ的功率电路主要有分裂电容式三桥臂和三相四桥臂两种拓扑，前者利用两个
均压电容的连接点形成中点，具有功率器件少、控制

基于三电平逆变器的三相四线制有源电力滤波器

基于三电平逆变器的三相四线制有源电力滤波器摘要：本文中介绍了一种基于三电平中点箝位逆变器的三相四线制有源电力滤波器。

这种有源电力滤波器和控制器以及消除谐波在所有三个阶段中性线电流。

有的中性点钳位逆变器的三相三线制用于三相四线制系统的，因为分裂的直流电容器提供一个中立的连接。

分裂直流电容电压调节和平衡，提出新的控制使用标志立方滞后控制器。

控制方法识别的谐波基于滞环控制开关表选择开关状态电流快速傅立叶变换。

仿真和实验结果验证了三相四线制有源电力滤波器的可行性。

1导言近年来，线电流谐波问题是电力系统要解决的最重要的问题之一。

谐波电流在正弦线电压的情况下，不利于有功功率[1]。

这同样适用于无功电流。

不受欢迎的电流元件电力系统造成压力，产生不安的基波和谐波的网络阻抗的电压下降。

有源电力滤波器（APF）是一种通过注入与谐波电流相反的补偿电流来消除不需要的电流分量。

配电系统本质上是不平衡的，因为负载通常是非常动态的，随时间变化。

因此，保持完美的平衡波形一定的限度内的配电电压是相当困难的。

此外，如果是不平等的加载阶段，它们产生的不需要的负序和零序电流。

在非线性的电压和电流，谐波电流，有功功率的贡献。

负序会导致过度加热机，变压器饱和，和纹波在整流器[2][3]。

零序电流造成不仅在中性线的权力过大损失，但也降低保护电路[3]。

Z字形变压器的中性电流（零序电流）减少，常常被聘用，并利用它可以通过改善零阻塞变压器[4]。

但是，这个方案有几个缺点。

一个更好的解决方案，以减少中性线电流是利用在四线制APF的。

在本文中，三个层次的中点钳位（人大）电压源逆变器（VSI）“[5]的APF使用。

其优点是众所周知的一代的交流电压和电流极低的谐波失真，共模（CM）的部分，以及较低的开关频率和功率损耗。

APF的基于三电平逆变器的成本，可以减少使用具有较低的电感值的被动元件，根据开关频率平等[6]的条件。

NPC逆变器，广泛应用于三相三线制的申请，有分裂的直流电容器的结构。

三相四线制并联有源滤波器若干问题的研究

三相四线制并联有源滤波器若干问题的研究随着现代电力电子技术的发展,各种电力电了装置得到了广泛的应用,但也给电网带来了严重的谐波污染,威胁着电网和用电设备的安全。

我国的低压配电系统主要采用三相四线制方式供电。

三相四线系统中主要有对称的三相负载和单相负载,这些负载大多具有非线性特性及不对称性,这将在系统中产生很大的谐波电流及过大的中线电流。

对称三相非线性负载产生正序谐波和负序谐波,但单相非线性负载虽然单台功率较小,但因其数量庞大,将在电网中产生大量的零序谐波电流,而且在中线上相互叠加,所产生的谐波是极其严重的。

它一方面使得中线电流大大超过额定值,可能导致中线故障,产生中点移位,造成用户端相电压不平衡,影响用电安全：另一方面可能使设备因过热而损坏绝缘,危及设备安全。

此外,电力系统中的谐波电流还将增加线路损耗,降低功率因数等。

所以,三相四线制系统中的谐波抑制、中线电流消除及三相电流平衡具有重要的意义,已成为电力系统电能质量问题的研究热点。

针对目前采用四桥臂有源滤波器解决三相四线制系统中的谐波及中线电流过大等问题,本文开展了以下几个方面的研究工作。

首先,讨论了基于瞬时无功功率理论的三相四线制系统谐波电流检测方法,分析和比较了p-q法和p-q-r法的原理及特点。

基于瞬时无功功率理论的谐波检测方法的原理是通过坐标变换,将三相电流中基波正序分量变换为直流分量,谐波及基波负序分量变换为交流分量,采用低通滤波器分离直流分量和交流分量,经反变换后得到含无功分量及谐波分量的参考电流信号。

但当电源电压不对称或含有谐波时,坐标变换后的直流分量将含有基波负序分量,因此,常规的p-q法无法得到良好的效果,这可通过锁相环提取电源电压正序分量来消除检测误差。

论文分析了常规锁相环的原理及结构,提出了一种新的基于非线性PI调节器的三相锁相环及三相四线制系统的改进p-q谐波检测算法,仿真及实验结果表明所提算法具有更好的检测精度及动态性能。

全数字化控制实现的三相四线制有源电力滤波器

全数字化控制实现的三相四线制有源电力滤波器
卓放;王跃;何益宏;李红雨;王兆安
【期刊名称】《电工电能新技术》
【年(卷),期】2001(020)003
【摘要】在三相四线制系统中如何用有源电力滤波器来消除线路中的谐波问题越来越被人们所重视.本文介绍了一种采用两个高速数据处理芯片为主构成的双DSP 全数字化控制实现三相四线制有源电力滤波器.对其系统进行了阐述.实验结果表明,采用全数字化控制,主电路结构为三相变流器形式的有源电力滤波器可对三相四线制系统中的谐波、负序及零序电流分量进行抑制,具有良好的补偿效果.
【总页数】5页(P1-4，28)
【作者】卓放;王跃;何益宏;李红雨;王兆安
【作者单位】西安交通大学电气工程学院;西安交通大学电气工程学院;西安交通大学电气工程学院;西安交通大学电气工程学院;西安交通大学电气工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】TM712
【相关文献】
1.单相有源电力滤波器新型数字化控制技术 [J], 王志祥
2.三相四线制无功与谐波全补偿的并联有源电力滤波器的研究 [J], 郭伟峰;杨世彦;杨威
3.三相四线制有源电力滤波器中性点电位平衡研究 [J], 卢耀;王海欣;黄海宏
4.基于软启动控制的三相四线制有源电力滤波器 [J], 车志霞;张朋飞
5.三相四线制有源电力滤波器均压环优化设计 [J], 黄海宏;郑小朋;王海欣
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（ＬｏｇｉｓｔｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＩｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ４０１３１１Ｃｈｉｎａ）
ｈａｒｍｏｎｉｃｉｎｎｏｎｌｉｎｅａｒｌｏａｄｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ．Ｃｏｍｐａｒｅｄｗｉｔｈｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌｓｉｎｇｌｅｍｅｔｈｏｄｓ，ｏｎｅｃｙｃｌｅｃｏｎｔｒｏｌｍｅｔｈｏｄａｎｄ
ｍａｄｅ．Ｔｈｅｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｓａｒｅａｎａｌｙｚｅｄ，ｎｅｗｃｏｎｔｒｏｌｍｅｔｈｏｄｏｆｔｈｒｅｅｐｈａｓｅｆｏｕｒｗｉｒｅＡＰＦｈａｓａｇｏｏｄｉｎｈｉｂｉｔｉｏｎｅｆｅｃｔｉｎ
摘要：非线性负载产生的谐波对电能质量影响很大，因而找到抑制非线性负载谐波的有效途径很有必要。本文将基于新型控制
方法的三相四线制有源电力滤波器应用在对非线性负载的谐波抑制上。和传统的单一控制方法相比，基于新型控制方法的
三相四线制有源电力滤波器将单周控制方法和改进空间矢量脉宽调制（ＳＶＰＷＭ）方法结合起来，省略了谐波检测电路的同
ｓｕｐｐｒｅｓｓｔｈｅｈａｍｏｒｎｉｃ．Ｎｅｗｃｏｎｔｒｏｌｍｅｔｈｏｄｏｆｔｈｒｅｅｐｈａｓｅｆｏｕｒｗｉｒｅａｃｔｉｖｅｐｏｗｅｒｉｆｌｔｅｒ（ＡＰＦ）ｉｓａｐｐｌｉｅｄｔｏｓｕｐｐｒｅｓｓ
时在一定程度上降低了开关损耗，提高了直流侧的电压利用率。搭建了基于单周控制和改进的ＳＶＰＷＭ相结合的三相四
线制有源电力滤波器模型，进行谐波抑制仿真，对仿真结果进行分析可知，基于单周控制和改进空间矢量控制的三相四线
制有源电力滤波器对非线性负载产生的谐波有良好的抑制效果。关键词：非线性负载；谐波；单周控制；ＳＶＰＷＭ；三相四线制；有源电力滤波器
ｃｉｒｃｕｉｔ，ｒｅｄｕｃｅｓｔｈｅｓｗｉｔｃｈｉｎｇｌｏｓｓｉｎｃｅｒｔａｉｎｄｅｇｒｅｅａｎｄｔｈｅｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎｒａｔｉｏｏｆｔｈｅＤＣｓｉｄｅｖｏｌｔａｇｅｉｓｉｍｐｒｏｖｅｄ．Ｔｈｅｍｏｄｅｌ
自动化技术与应用２０１７年第３６卷第４期
电气传动
Ｅ１ｅｃｔｒｉｃａｌＤｒｉｖｅ
基于新型控制方法的三相四线制源电力滤波器研究
刘宇航，杨静，李昊，王超，陈岭
（后勤工程学院，重庆４０１３１１）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｈａｒｍｏｎｉｃｏｆｎｏｎｌｉｎｅａｒｌｏａｄｈａｓａｂａｄｉｎｌｆｕｅｎｃｅｏｎｐｏｗｅｒｑｕａｌｉｔｙ，ＳＯｉｔｉｓｖｅｒｙｎｅｃｅｓｓａｙｒｔｏｉｆｎｄａｎｅｆｅｃｔｉｖｅｗａｙｔｏ
ｉｍｐｒｏｖｅｄｓｐａｃｅｖｅｃｔｏｒｐｕｌｓｅｗｉｄｔｈ（ＳＶＰＷＭ）ｍｅｔｈｏｄａｒｅｃｏｍｂｉｎｅｄ，ｔｈｅｎｅｗｃｏｎｔｒｏｌｍｅｔｈｏｄｏｍｉｔｓｔｈｅｈａｍｏｒｎｉｃｄｅｔｅｃｔｉｏｎ
中图分类号：ＴＭ４６文献标识码：Ａ文章编号：１００３ — ７２４１（２０ｌ７）０４一ｏ０７４ — ０５
ＲｅｓｅａｒｃｈｏｆＴｈｒｅｅＰｈａｓｅＦｏｕｒＷｉｒｅＡｃｔｉｖｅＰｏｗｅｒＦｉｌｔｅｒＢａｓｅｄｏｎＮｏｖｅＩＣｏｎｔｒｏＩＭｅｔｈｏｄ