三相四线制电路中的瞬时无功功率及有源电力滤波器
谐波计算方法
谐波检测的应用与发展电力是现代人类社会生产与生活不可缺少的一种主要能源形式。
随着电力电子装置的应用日益广泛，电能得到了更加充分的利用。
但电力电子装置带来的谐波问题对电力系统安全、稳定、经济运行构成潜在威胁，给周围电气环境带来了极大影响。
谐波被认为是电网的一大公害，对电力系统谐波问题的研究已被人们逐渐重视。
谐波问题涉及面很广，包括对畸变波形的分析方法、谐波源分析、电网谐波潮流计算、谐波补偿和抑制、谐波限制标准以及谐波测量及在谐波情况下对各种电气量的检测方法等。
谐波检测是谐波问题中的一个重要分支，对抑制谐波有着重要的指导作用，对谐波的分析和测量是电力系统分析和控制中的一项重要工作，是对继电保护、判断故障点和故障类型等工作的重要前提。
准确、实时的检测出电网中瞬态变化的畸变电流、电压，是众多国内外学者致力研究的目标。
常规的谐波测量方法主要有：模拟带通或带阻滤波器测量谐波基于傅里叶变换的谐波测量；基于瞬时无功功率的谐波测量。
但是，各种基本方法在实际运用中均有不同程度局限及缺点。
针对这一问题，在以上各种方法基础上的拓展和改进方法应运而生，本文着重介绍近几年来的一些新兴的谐波测量方法。
改进的傅里叶变换方法傅里叶变换是检测谐波的常用方法，用于检测基波和整数次谐波。
但是傅里叶变换会产生频谱混叠、频谱泄漏和栅栏效应。
怎样减小这些影响是研究的主要任务，通过加适当的窗函数，选择适当的采样频率，或进行插值，尽量将上述影响减到最小。
延长周期法［1］是在补零法的基础上，把在一个采样周期内采到的N 个点扩展任何整数倍。
他的表达式为：与传统的补零法相比，既简化了步骤，又可以获得同样准确或更准确的频谱图。
在达到同样的0.973 5分辨率情况下，测量起来步骤更简洁，而且频谱图更准确。
基于Hanning窗的插值FFT算法［2］基于Hanning窗的电网谐波幅值、频率和相位的显示计算公式：仿真结果证明，应用上述分析结果，电网谐波幅度、频率和相位的估计达到了预期的分析精度。
三相四线制有源电力滤波器的研究及仿真
邵 竹 星 （ ９ ６ ） １８ 一 ， 男 ， 士 研究 生 ， 硕 研 究 方 向 为 电 力 电子
功功率理论 的谐波检测方 法 。建立 了四桥臂带输 出电感的三相 四线制 的数学模 型。基 于 幽０坐标 系下数学模型 ， 用电流 内环 的基 于前馈 解耦 Ｐ 控制方 法 ， 采 Ｉ 以及 Ｐ 参数 的 Ｉ 设计 方法。利用三维空 间矢量 脉宽调制技术 （ Ｄ Ｓ Ｐ ３ —Ｖ ＷＭ） 进行 电流跟踪控制逆变器 的
Ｋ ｙｗ ｒｓ ｃｉｅｐ ｗｅ ｌ ｒ Ａ Ｆ） ｈ ｅ－ｈ ｓ ｏ ｒｗ ｒ ；ｍａｈ ｍａｉ ｍｏ ｅ；ｆｅ ｏｗ ｒ ｅ ｅ ｏ ｄ ：ａｔ ｏ ｒｆｔ （ Ｐ ；ｔｒｅｐ ａｅｆｕ － ｉｅ ｖ ｉｅ ｔｅ ｔ ｄ ｌ ｅｄ ｆｒ ａｄ ｄ － ｃ
ｃ ｕｐｌｎｇ；３ － ｏ ｉ Ｄ ＳＶＰＷ Ｍ
ｒ ｇｓｓ ｍ ａ ｂ ｉ．Ｔ ｅｃｒ ｎ ｃ ｓ— ｏ Ｉａｊｓ ｅｔ ａｅ ｎｖｌ ｇ ｅ ｒ ａ ｅｏｐｉｇｗ ｓ ｄｐｅ ｉ ｔ ｗ ｓ ｕｌ ｈ ｕｒ ｔ ｌ ｅｌ ｐＰ ｄ ｔ ｎ ｓｄｏ ｏ ａｅｆ ｄｆ ｗ ｒ ｄｃｕ ｌ ａ ｏｔｄ ｎ ｙｅ ｔ ｅ ｏ ｏ ｕｍ ｂ ｔ ｅ ｏ ｄ ｎ ａ
变换技术 和 电能质
量分析与补偿 。
Ｓ ｕ ｙ ａ ｄ Ｓ ｍ ｕ ａ ｉｎ ｆＴｈ ｅ ． ａ ｅ Ｆｏ ｒ Ｗ ｉｅ Ａｃ ｉｅ Ｐｏ ｒ Ｆｉ ｅ ｔ ｄ ｎ ｉ ｌｔｏ ｏ ｒ ｅ Ｐｈ ｓ ｕ ． ｒ ｔｖ ｗｅ ｌ ｒ ｔ
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。
三相四线制电路中的瞬时无功功率及有源电力滤波器
1 引言
近年来 , 谐波抑制和无功功率补偿等问题日益 受到重视 。在对变化的无功功率和谐波进行快速动 态补偿和抑制时 , 建立在平均值基础上的传统无功 功 率 理 论 已 难 以 适 应 。80 年 代 由 赤 木 泰 文 ( H1Akagi) 提出了建立在瞬时值基础上的三相电 路瞬时无功功率理论[ 1 ,2 ] 引起诸多研究者的注意 , 并在许多方面得到了成功的应用 。该理论突破了传 统的以平均值为基础的功率定义 , 系统地定义了瞬 时无功功率 、瞬时有功功率等瞬时功率量 。借助于 该理论 , 可以得到谐波和无功电流的瞬时检测方 法 , 这大大地推动了有源电力滤波器技术的发展与 应用 。 瞬时无功功率理论是建立在三相三线制系统的 基础上 。然而 , 在工业现场中 , 三相四线制系统是 非常普遍的 。但该理论有一定的局限性 , 主要是系 统中存在着零序电流分量 。如何将瞬时无功功率理 论引伸到三相四线制系统中来 , 这也是国内外许多 专家和学者所关心的问题[ 3 ,4 ] , 并为之做了大量的 工作 [ 5 ] 。
n
∞
n
) + I 2 nsin ( n ωt + φ2 n + 120° )] - 120° ) + I 2 nsin ( n ωt + φ2 n - 120° )] + 120°
n =1
[ I 1 sin (ωt + φ 1 ∑
n
n
(7)
三相四线制电路中的瞬时无功功率及有源电力滤波器
《电工技术杂志》2001 年第 4 期
p0 p q u0
2 三相四线制系统中的瞬时无功功率 [ 6 ]
对于三相四线制系统 , 由于其含有零线电流 , β坐标 在进行坐标变换时 , 不再是一正交的平面 α 2 β 系 , 而是含有 0 轴的三维坐标系 , 即要在α 2 20 坐
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。
三相电力系统中的广义瞬时无功功率理论
三相电力系统中的广义瞬时无功功率理论摘要该篇论文讲述了三相电力系统中广义上的瞬时无功功率理论。
该理论给出了瞬时无功功率的一般定义，适用于任何三相电力系统，不论正弦或非正弦，平衡或不平衡以及是否含有零序电流和电压。
并且详细论述了新定义的瞬时无功功率的特性和物理意义，然后又以含零序的三相滤波器为例来说明如何用该理论来计算和补偿无功功率。
1.引言对于正弦电压和正弦电流的单相电力系统来说，有功功率，无功功率，有功电流，无功电流、功率因数等参数都是基于平均值的概念。
很多学者都试图重新定义上述参数来处理不平衡以及电压、电流发生畸变的三相系统。
其中，引入了一个有用的瞬时无功功率的概念，它提供了一个有效的方法可以不用储存能量就能补偿三相电力系统的瞬时无功功率分量。
但是这个瞬时无功功率理论仍然在概念上仍然受[2]中所列出的限制，即该理论只是对于不含零序电流和零序电压的三相系统是完整的。
为了解决这个限制和其他问题，提出了一个新方法来定义瞬时有功电流和瞬时无功电流。
但是，他的方法是把电流分解成正交的分量，而不是分解功率。
这篇论文提出了三相电力系统的瞬时无功功率的一般理论，该理论给出了瞬时无功功率的一般定义，适用于任何三相电力系统，不论正弦或非正弦，平衡或不平衡，以及是否含有零序电流和电压。
下面介绍这个理论的一些性能。
2.三相系统的瞬时无功功率的定义图1 三相电路的结构对于图1所示的三相电力系统，瞬时电压和瞬时电流表示成瞬时空间矢量v和i ，也就是图2 三相的相量图图2给出了互相垂直的三相坐标图，依次记为a相，b相，c相。
这个三相电路的瞬时有功功率p可以写成这里表示点乘或者矢量的内积。
公式（2）也可以写成传统的定义式这里，我们定义一个新的瞬时空间矢量为q ,这里表示矢量的叉乘。
矢量q代表这个三相电路的瞬时无功功率矢量，q 的幅值或长度定义为瞬时无功功率，即这里表示一个矢量的幅值或长度。
公式（3）和（4）可以各自改写成反过来，我们再定义瞬时有功电流矢量，瞬时无功电流矢量，瞬时视在功率S,以及瞬时功率因数为这里和分别为三相系统的电压和电流的幅值。
三相四线制不对称系统有源电力滤波器的研究
器。 在谐波检测环 节采用任意次谐波电流的无锁
相 环 的检 测方 法 来 减小 电路 设计 和 调试 难 度 ， 同
时增强抗干扰能 力； 在补偿 电流控制环节采用了
三维空间矢量脉 宽调制 （Ｄ— ＶＰ ３ Ｓ ＷＭ） 术来 技
解决中线电流补偿问题以及提高补偿精度。
２ 并联电力有源滤波电路的控 制方法
真， 验证 控制算法的正确性 。 关键词 ： 有源电力滤波器 三相四线制 不对 称系统 三维空间矢量脉宽调制 仿真
以带 电容中点的三桥臂Ｐ ＷＭ变流器为主电路 的
三 相 四线 并联 有 源 电力滤波 器为研 究 对 象 。
有源电力滤波器系统 由指令电流的运算 电路 （ 谐波检 测电路 ） 和补 偿电流发生电路构成
系统的 任意 次谐 波电流 的无 锁 相环 的检 测 和 三维 空 『 百 １
根据 中线电流补偿方式 不同， 应用于三相四 线并联有源电力滤波器的拓扑结构主要有两种：
三 桥臂 Ｐ Ｍ变流 器和 四桥 臂 Ｐ Ｍ变流器 。 文 Ｗ Ｗ 本
矢 量脉 宽调制技 术 ， 对有 源电力滤波器 进行了建 模 及仿
有 源 电力滤波器 （ Ｆ） ＡＰ 的基 本工作原 理是 ， 在 非 对 称 三 相 四线 制 系统 中， 由于 中线 电流
实时检 测补 偿对 象的电压 和 电流 ， 经指令 电流
的运 算 电路 计 算 得 出补 偿 电流 （ 波 ） 谐 的指 令 信 号 ， 信 号 经 补偿 电流 发 生 电路放 大 ， 出补 偿 该 得
静 ∞ 西
研究与交流
三相 四线 制不 对称 系统有 源 电力滤 波器 的研 究
王群 京 许 维 国 李 国丽 漆 星
合肥 工 业 大学 （ ３ ０ ９） ２００
三相四线并联有源电力滤波器的性能分析
３ Ｕ ｒ ｏ ＝ ３ Ｓ ｎ Ｅ 一 （ Ｓ ｓ ｂ ＋ ｓ ） ｕ ｄ ｃ
参考文献
（ １ 】乐 健 ． 姜齐荣 ． 韩英铎 ． 基 于统一数 学模
型 的三相 四线有 源 电力滤 波器的电流滞环
是 四桥 臂的拓补 结构 中 Ｎ桥 臂输 出能力 的二
分之 一，在对 中线 电流 的补偿能力方面 ，三桥 臂拓补结构也 比四桥臂拓补结构稍弱些。
结构 分析 。而对 三相 四线并 联的 Ａ Ｐ Ｆ进
能力是最弱的，只有直流电压利 用效率 的二分 ｋ值对 三桥臂 电容 中分拓补 结构的输 出能力 与
晰 时 ，需采用统一的拓补结构 。
三相四线并 联有源 电力滤波 器分析 使 Ａ、Ｂ、ｃ桥臂输 出电流的变化率会降低 很多， 其对对象谐波含量 的补偿性能也会下降 。
ｅ 侧 ，在 图 １ － １中，各 电容值 由下至 上 以 Ｂ、Ｃ桥臂输 出电流变 化率的提 高，这时可 以 Ｃ 、Ｃ 、Ｃ 、ｃ ａ ； 直 流 电 压 的 总 值 是 做 到充分利用直流 电压 。 ＝ ｕ ｄ ，在 进行分 析时 ，假定 直流 电压 的总 ： 整个过程中是不变的；三相三线全桥逆变 ： 由 Ａ、Ｂ、Ｃ桥臂构 成的 ，作为 为单相 半 ｉ 构 的 Ｎ桥 臂，通过接 入 点接入到 直流侧 上，如图 １ ． １中所示 的 Ｊ 点与 Ｋ点。 在 对系 统零序 电压忽 略不计 的情 况下 ，
电力电子 ● Ｐ ｏ ｗ ｅ ｒ Ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｎ ｉ ｃ ｓ
三相 四线并联有源 电力滤波器 的性 能分析
文／ 潘 元 鑫
０＋
键词 】数学模型 三相 四线制 并联有源 电 ； 波器 性能分析
０－ 图 卜１ ：三相四线并联有 源电力滤波器的统一拓补结构
基于三相四线制系统广义瞬时无功功率理论的谐波及无功功率补偿
基于三相四线制系统广义瞬时无功功率理论的谐波及无功功率补偿摘要：本文阐述了基于三相四线制系统广义瞬时无功功率理论的谐波及无功功率补偿。
这一新的理论给出了关于瞬时无功功率的一个广义定义。
对于正弦或非正弦、平衡或不平衡三相电力系统，不论该系统有没有零序电流和（或）零序电压，这个定义均适用。
文中详细讨论了新定义的瞬时无功功率的性能和物理涵义。
对于负载电流和（或）电压源中有零序分量的三相谐波偏移的电力系统，基于新理论的谐波及无功功率补偿器被用做示例，显示采用新理论的谐波及无功功率的测量和补偿，并提出了仿真和实验结果。
关键词：谐波电流，瞬时有功和无功电流，pq原理，无功功率一.绪论对于具有正弦电压和电流的单相和三相电力系统，诸如有功功率、无功功率、有功电流、无功电流和功率因数，等等，其数值是建立在平均概念的基础上的。
许多前驱们已经试图重新定义这些物理量，以图处理伴随不平衡的偏移电流和电压的三相系统问题[1]–[5]。
这些前驱们中，赤城等等[1], [7]已经介绍和建立了一个有趣的瞬时无功功率的概念。
这个概念给出了一种有效的方法，用来补偿没有能源储存的三相系统的无功功率的瞬时部分。
无论如何，这种瞬时无功功率理论如文献[2]中所指出的，有一处概念限制，这种理论仅仅对于没有零序电流和电压的三相系统是完整的。
为了解决这种限制和相关问题，威廉姆斯和拿倍提出了一些引人瞩目的方法，以便定义瞬时有功和无功电流[2], [6]。
无论如何，他们的方法是为了处理流向正交元件，而不是电力元件的电流的分解。
针对三相电力系统，文献[9]提出了瞬时无功功率的广义理论。
对于正弦或非正弦、对称或非对称的三相系统，无论其是否具有零序电流和（或）电压，这个广义理论都是适用的。
本文中，通过仿真和实验的结果验证了这一理论的性质和用法。
二.定义、特性、物理意义A. 定义对于图1所示的三相电力系，瞬时电压u a、u b、和u c,以及瞬时电流i a、i b和i c用瞬时空间向量u和i表示。
三相四线制有源电力滤波器的研究
39
法 , 该方法在保持良好的补偿性能的同时 , 还可以 达到降低开关损耗的目的。
代表三相电源电压和电源电流; iL a 、 iL b、 iL c 为三相 负载电流 ; iso、 iL o 指电源侧中线电流和负载侧中线 电流 ; i ca、 i cb、 i cc和 ico分别指三相及中线补偿电流 , v dc是 直 流 侧电 容 电 压。三 相 桥 控制 器 的 输 出 Q ap、 Q an、 Q bp、 Q bn、 Q cp、 Q cn为主电路开关 S ap、 S an、 S bp、 S bn、 S cp、 S cn的控制 信号, 而 N 相 半桥的输 出 Q np、 Q nn是主电路开关 S np、 S nn的控制信号。
bp
Q
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Qn Qn ON Qp Qp O FF
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第 5期
庄华, 肖贤建 : 三相四线制有源电力滤波器的研究
41
图 3 基于矢量模式的三相单周控制器 由式 ( 7) 和表 1 可得到图 3 所示的控制器原 理图, 控制器原 理包括以下部分: 区间选择电 路 : 主要用于检测电源电压处于 6 个区间中的哪 个区间。 输入电流选择电路 : 主要用于选择输 单周 入的电源电流以确定 ip, in 所对应的值。 v refn = - hi so 将稳态时的单周控制方程设定为: 1 dnnT S ico dt = dnn ico = - h ico TS 0 ( 9)
Abstract : T h is paper propo ses part itioning the m ain c ircuit o f th ree -pha se four -w ire APF w ith fo ur - leg in to tw o sub-circuits . In o rder to reduce the sw itch frequency, three -phase bridge is con tro lled by one -cy cle contro l m ethod w ith vecto r operat io n , but N-phase ha lf -bridge is st ill ba sed on the o rd in ary one -cy cle con tro . l A f ter the con tro l equations and con tro l circuits o f each sub -c ircu it are set up , the si m u lation o f overa ll circuit is studied , w h ich show s the contro l c ircu it is very si m ple , can com pensate the neutra l current a s w e ll as th ree -phase harm on ic and reactive curren ts ef fec tiv ely, and it can reduce th e lo ss of sw itches in APF. K ey w ord s : active pow er f ilter ; one - cyc le contro l on vector operat io n ; three -phase fo ur -w ire ; sw itch lo ss 模式的单周控制技术可以减少工作在高频的开关 个数 , 已经运用于三相三线制有源电力滤波器, 该 方法大大降低了开关损耗, 使有源电力滤波器的 实用性大大提高
基于软启动控制的三相四线制有源电力滤波器
基于软启动控制的三相四线制有源电力滤波器车志霞;张朋飞【摘要】当大量电力电子器件在三相四线制低压配电系统中使用时,容易造成三相负载不平衡,使系统产生大量的谐波和中线电流,严重影响电网的电能质量.治理三相四线系统中的谐波问题极其有必要.将三相四线制有源电力滤波器(APF)作为主要研究对象.其中,谐波电流检测采用优化的瞬时无功理论检测法,而针对电压环使用传统PI控制时,在APF接人电网瞬间,会产生一个很大的冲击电压和冲击电流,所以决定将软启动控制引入三相四线制APF的直流侧电压控制当中.并最终搭建整体仿真模型,对低压配电系统不同负载和电源畸变情况进行仿真分析.【期刊名称】《承德石油高等专科学校学报》【年(卷),期】2019(021)003【总页数】6页(P43-48)【关键词】有源电力滤波器;谐波电流检测;软启动控制;仿真分析【作者】车志霞;张朋飞【作者单位】衡水电气化铁路学校,河北衡水 053000;石家庄铁道大学电气与电子工程学院,河北石家庄 050043;中铁建电气化局集团北方工程有限公司,山西太原030053【正文语种】中文【中图分类】TM761在我国低压配电系统中广泛使用的供电方式是三相四线制[1]，在此供电方式下的主要电气设备均含电力电子器件，正是这些设备的使用，造成了电网谐波电流的产生。
虽然这些设备单台功率小，产生谐波含量少，但是由于使用数量庞大，使得三相四线系统产生严重的谐波问题，对设备安全和用户正常用电造成威胁。
同时这些设备应用在三相四线制系统，当三相负载不平衡时很容易使得中线电流过大，甚至烧毁中线，对系统安全造成严重威胁[2]。
因此，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将成为三相四线制系统亟待解决的问题[3]。
笔者以三相四桥臂有源电力滤波器为主要研究对象，用于治理三相四线制低压配电系统的谐波问题。
1 有源电力滤波器的结构设计1.1 有源电力滤波器的工作原理并联型有源电力滤波器(APF)结构如图1所示。
三相四线制电容中点式并联有源电力滤波器直流侧电压控制
图 5 未加 PI 控制电容电压曲线 Fig． 5 Capacitor voltage curve without PI control
图 6 所示负载侧的谐波电流被三相桥补偿，即三 相逆变桥整流运行时，同样也能补偿谐波，但从图 7 和图 8 中可以看到网侧基波含量要比负载基波含量 大很多，即电网向电容注入有功功率。 4． 2 直流侧电容电压加 PI 控制运行方式
block diagram of capacitor
在 Δt 时刻内，有：
∫0
Δt
Pdt
=
1 2
C( VC
+
ΔVC ) 2
－
1 2
CV2C
（ 1）
其中 P = 3Va ΔIa1 。 对式（ 1） 线性化处理得：
CVC
ΔVC Δt
=
3Va ΔIa1
Δt → 0 时，有：
CVC0
dVC dt
= 3Va ΔIa1
图 7 未加 PI 控制负载电流各频率含量 Fig． 7 Each frequency content of load current
without PI control
图 8 未加 PI 控制网侧电流各频率含量 Fig． 8 Each frequency content of grid current
状下降至 280V 左右，此时由于电容电压值已小于三
相电 源 电 压 值，三 相 逆 变 桥 整 流 运 行，电 网 向 电 容
充电。
图 6 未加 PI 控制负载电流及网侧电流曲线 Fig． 6 Load current and grid current curve without PI control
基于瞬时无功功率理论的三相并联型有源电力滤波器
ｈ ｒ ｎ ｃ ｓ ｕ ｃ ａ ．Ｉ ｓａ ｔ ｎ ｏ ｓｒ ａ ｔ ｅ ｐ ｗｅ ｈ ｏ ｙ ｉ ａ ｐ ｉｄ ｔ ｎ ｒ ｅ ｐ ａ ｅｒ ｃｉ ｅ ｓ ａ ｍｏ ｉ ｏ ｒ ｅｌ ｄ ｎ ｔｎ ａ ｅ ｕ ｅ ｃｉ ｏ ｒｔ ｅ ｒ ｓ ｐ ｌ ｉ ａ ｄ ｔ ｅ ｈ ｓ ｅ ｔ ｒｉ ｏ ｖ ｅ ｏ ｔ ｈ ｉ ｆ
其 系统构 成 分为 并 联 型 和 串联 型 两 大 类 ． 而每 一
要 ：利用 Ｍａ ａ ｉ ｕｉｋ建立 了带典型负载的有源 电力滤波器的仿真模型 ， ｔ ｂＳｍ ｌ ｌ ｎ 应用瞬时无功功率理论 ，以
三相全桥晶 闸管全控整流桥为负载 ， 模拟实际系统 ， 用于检验其 策略和参 数在实际条件下 的工作情况． 仿真模
型的结果表明 ： 于瞬 时无 功功率理 论的有源滤波器 ， 基 对于电网中最典 型的谐波源 ， 三相 桥整 流器 能达到 良好
Ｋ ｅ ｒ ｓ： ＡＰＦ；ｉ ｔ ｎ ａ ｏ ｓ ｒ ａ ｔｖ ｗｅ ｈ ｏｙ；ｈ ｒ ｎ ｃ ｄ ｔ ｃｉｎ ｙ ｗｏ ｄ ｎｓａ ｔｎｅ ｕ ｅ ｃｉｅ ｐｏ ｒｔ ｅ ｒ ａ ｍｏ ｉ ｅｅ ｔｏ
随着 现代工 业 技 术 的发 展 ， 电力 系 统 中非 线 性 负荷 的应 用大 量 增 加 ． 各 种 非 线 性 和 时 变 性 在 电子装 置 如整 流器 、 逆变 器 及 各 种 开 关 电源 等 被
ｕ ｅ ｓ ｌａ ｓ ｄ ａ ｏ ｄ．Ｉ ｓ ｓ ｄ ｔ ｖ ｒｆ ｔ ｅ ｏｎ ｏ ｅ ｔａｅ ｙ ｒ ｔ ｅ ｐａ ａ ｔ ｒ ｎｄ ｒ ｔ ｅ ｐ ａ ｔｃ ｌ ｔ ｉ ｕ ｅ ｏ ｅ ｉ ｈ ｇ ｉ ｇ ｆ ｔ ｓｒ ｔ ｇ ｏ ｈ ｒ ｍｅｅ ｓ ｕ ｅ ｈ ｒ ｃ ｉａ ｙ ｈ ｃ ｎ ｔｏ Ｔｈ ｉ ａ ｉｎ ｒ ｓ ｌ ｅ ｅ ｌ ｈ ｔｔ ｅ ａ ｔｖ ｏ ｒ ｆ ｔｒｂ ｓ ｄ ｏ ｎｓａ ｔＲｅ ｃｉｅ Ｐ ｗｅ ｏ ｄｉ ｎ． ｅ ｓｍｕｌｔ ｅ ｕ ｔｒ ｖ ａ ｓｔ ａ ｈ ｃｉ ｅ ｐ ｗｅ ｌｅ ａ ｅ ｎ Ｉ ｔ ｎ ａ ｔｖ ｏ ｒ ｉ ｏ ｉ
基于瞬时无功功率理论的三相并联型有源电力滤波器
基于瞬时无功功率理论的三相并联型有源电力滤波器
有源电力滤波器是一种为了克服传统无源滤波器的非线性和不稳定性而研制的一类新型有源滤波器。
有源电力滤波器通过加入控制回路，使其具有改善电力质量和能源利用效率的作用。
其中，瞬时无功功率理论被广泛用于设计三相并联型有源电力滤波器。
瞬时无功功率是指一个瞬间的无功功率值，它是电网电压和电流间交互作用所产生的一个瞬时值。
在三相并联型有源电力滤波器中，通过瞬时无功功率的控制，可以实现对电力质量进行调节和改善，从而达到提高能源利用效率的目的。
三相并联型有源电力滤波器的原理是将其与电网并联并接在负载侧，通过引入相应的控制电路和能量储存元件，实现对瞬时无功功率的控制。
当电压、电流相位相同时，无功功率达到最大值，而当电压和电流相位不同且电流领先于电压时，就会出现负无功功率。
通过控制回路的控制，可以在负载侧注入与负载所需的无功功率相同而相位与电压相同的电流，从而消除电网中的谐波和干扰，提高电力质量和能源利用效率。
三相并联型有源电力滤波器具有以下优点：一是可以提高电力质量，减少谐波干扰，有效降低负载侧电压波动和闪变；二是可以提高能源利用效率，通过控制无功功率的注入，消除电网中的无功功率，避免浪费电能，从而提高能源利用效率；三是可以提高系统的稳定性和可靠性，通过控制回路的控制，可以减少电网中的电压和电流波动，提高系统稳定性和可靠性。
总之，三相并联型有源电力滤波器基于瞬时无功功率理论，通过控制无功功率的注入，可以实现对电力质量和能源利用效率的调节和改善。
其应用范围广泛，包括工业、交通、建筑等各领域，具有广阔的市场前景和应用价值。
三相四线制系统瞬时功率理论的全面综述
三相四线制系统瞬时功率理论的全面综述摘要该论文对关于三相四线制的瞬时功率理论进行了整体分析，主要是1993年提出的原始理论和1994年改进后的理论。
这两个理论在不含零序电压的三相四线制中是完全一样的，但是，当系统中含含零序电压、电流时，这两个理论对每相的瞬时有功功率和无功功率来说是不一样的。
本文提到的理论和计算机仿真可以得出以下的结论：根据原始理论提出的控制方法，即使是在有零序分量的三相四线制中，不含能量储存元件的有源滤波器也能完全补偿中线电流。
但是根据改进后的理论提出的控制方法，有源滤波器却不能完全补偿中线电流。
1.引言A.背景1993年，有人首次提出了三相系统的瞬时功率理论，该理论对三相四线制和三相三线制都适用。
另外，它的特点是使我们通过清楚的解释瞬时无功功率的物理意义，来定义每相的瞬时无功功率是与三相电压和电流波形无关的任意一个定值。
这个理论出现16年后才被注意到，一些电气工程师，尤其是电力电子研究人员才知道瞬时无功功率的概念。
例如，曾对这个理论有以下描述：他们的观点对于实际应用非常有用，尤其是分析没有能量储存的瞬时无功功率补偿时。
假想的功率的概念，能够清晰地表明可以通过安装不带能量储存的补偿器来减小线路损耗。
这一结果恰恰是和他的同事做的最大的贡献。
电压型PWM逆变器投入应用的一大突破，使得这个理论扩展到了多相电路，并且促进了电力电子设备的应用。
在日本，三相三线制电路广泛应用在6.6KV的电力配电系统和低电压等级的工业配电系统中。
而在美国等其他国家，低电压等级的工业配电系统中主要采用三相四线制。
因为这个原因，其他国家都在进行关于三相四线制中的有源滤波器的研究，而日本却没有。
日本最近的广播设备需要有一个大容量单相100 V电源。
因此，对中性点额定电压为100 V的三相四线制已应用到日本的特殊情况。
已经研发了低电压等级的三相四线制的有源滤波器。
商业用途的有源滤波器是从75到500KV A。
据报道，300KV A的有源滤波器在补偿三相四线制的中线电流和谐波电流时取得了良好效果。
三相四线制供电系统电流谐波分析
目录摘要 (2)第1章绪论 (4)1.1 引言 (4)1.2 课题来源及研究的目的和意义 (4)1.3 国内外在该方向的研究现状及分析 (5)第2章谐波理论基础 (6)2.1 谐波的基本概念 (6)2.2 谐波的产生 (8)2.3 谐波的危害 (9)2.4 谐波限制标准 (10)2.5 本章小结 (11)第3章谐波检测方法分析 (12)3.1 频域理论 (12)3.2 时域理论 (12)3.2.1 快速傅立叶变换 (12)3.2.2 基于瞬时无功功率检测方法 (13)3.2.2.1 p q-法 (20)i i-法 (22)3.2.2.2 p q3.2.2.3 Park变换的d q-法 (23)3.2.3 基于神经网络的谐波检测方法 (24)3.3 本章小结 (25)第4章仿真分析 (26)4.1 仿真软件简介 (26)4.2 三相整流电路仿真 (27)4.4 基于瞬时无功功率的单相谐波检测 (31)结论 (34)致谢 (35)参考文献 (36)摘要在电力系统中许多电气元件都产生不同程度的谐波，各种整流设备，交直流换流设备尤为严重。
由此带来的危害和其谐波抑制是广泛关注的课题。
本文以三相四线制低压供电系统为例，首先介绍了谐波的基本概念、谐波的产生及其危害、电网对谐波电压和谐波电流的限值，阐述了谐波问题研究的必要性，国内外研究的状况及本文研究的内容，然后分析了谐波理论基础，详细的介绍了三相谐波检测方法、及基于瞬时无功功率检测方法。
最后对设计的谐波检测方法，利MATLAB/simulink进行仿真，在仿真中，利用MATLAB/Simulink建立了整流电路总体仿真模型。
编写了数据傅立叶分析软件。
通过仿真波形、分析数据表明了此仿真模型的真实性和方案的可行性。
关键词谐波电流检测; 瞬时无功功率理论; Matlab/Simulink; 三相整流电路桥AbstractA lot of electric components produce various degrees of harmonies in the power system, it is particularly serious to do it such as various kinds of rectification equipment and inverters and converters. Therefore the danger brought and its wave in harmony are suppressed it is subjects that a lot of people pay close attention to extensively.The paper introduces the concept of harmonics, its harm to power grid and limitation of harmonics voltage and current harmonics，and it also demonstrates the necessity of eliminate harmonics, and briefly introduces several methods to eliminate harmonics and research of both here and abroad. The paper analyzes the principles of the harmonic. Then the paper detailed introduces the theory of the way of harmonic currents of a single-phase and the way of harmonic currents of a there-phase and instantaneous reactive power,. In the end the paper simulates harmonics detection methods by MATLAB/simulink. In the simulink, utilizeMatlab/Simulink to set up commutate circuit mode. Write its data FFT analyses software. By showing the wave form and analyzing data, indicate the authenticity of this simulink model and feasibility of the scheme.Key word:harmonic current detection; Instantaneous reactive power theory; Matlab/Simulink;Three-Phasa Universal Bridge第1章绪论1.1 引言电能作为现代社会中使用最广泛的能源，其应用程度是衡量一个国家发展水平的重要标志之一。
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。
三相四线制有源电力滤波器主电路设计
PE 电力电子年第6期3三相四线制有源电力滤波器主电路设计陈伟强（广东电网公司佛山南海供电局，广东佛山528200）摘要本文以一台30kV A 三相四线并联有源滤波器（APF ）的主电路设计为例，讨论了三相四线APF 主电路设计所涉及的问题，所使用的方法和得到的结论可应用于其他容量的APF 主电路设计。
关键词：三相四线制；谐波；有源滤波器Main Circuit Design of the Active Power Filter for Three-phase Four-wire SystemChen W eiqing(Guangdong Power Grid Corporation Foshan Nanhai Power Supply Bureau,Foshan,Guangdong 528200)Abstr act In this paper ，main power circuits design is introduced when constructing active power filter in three phase four wire system ，the theory and results could be applied in constructing other capacity active power filter.Key words ：three-phase four-wire ；harmonics ；active power filter1引言有源电力滤波器是一种用于动态抑制谐波、补偿无功的电力电子装置，它产生与负载电流中的谐波电流和无功电流大小相等，方向相反的补偿电流，对大小和频率变化的谐波电流及无功电流进行补偿。
有源型电力滤波器的主电路结构主要分为三相三线制结构和三相四线制结构两种。
这两种主电路结构的差异是后者可以用于补偿三相负荷不平衡引起的中线电流而前者不能补偿中线电流，因此应根据负荷补偿的需要来选择主电路结构。
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i′a1f = 2 I1 f sin (ωt + φ1f)
i′b1f = 2 I1 f sin (ωt + φ1f - 120°) (10)
i′c1f = 2 I1 f sin (ωt + φ1f + 120°) 将此基波正序分量与 ia 、ib 、ic 相减 , 即可得 出三相电流中包含谐波 、基波负序 、零序在内的补
—3 —
《电工技术杂志》2001 年第 4 期
三相四线制电路中的瞬时无功功率及有源电力滤波器
3 Akagi H , Nabae A1 The p2q t heory in t hree2p hase systems under nonsinusoidal conditions1 European Trans Electrical Power Engineering , 1993 , 3 (1) ∶27～31
由式 (3) 可以看出 , 三相瞬时功率可以表达 为下面的形式
—1 —
《电工技术杂志》2001 年第 4 期
p3 < ( t) = ua ia + ub i b + uc ic = uαiα + uβ iβ + u0 i0
= pa ( t) + pb ( t) + pc ( t) = pα( t) + pβ( t) + p0 ( t)
标系进行变换 , 以电压矢量为例 , 如图 1 所示 , 有
u0 uα = uβ
1/ 2 2 31
0
1/ 2 - 1/ 2
3/ 2
1/ 2 - 1/ 2 - 3/ 2
ua ub (1) uc
这里 ua 、 ub 、 uc 是系统相 电 压 , 对 于 电 流 ia 、ib 、ic 也有对应的关系和矢量图成立 。即
图 2 有源电力滤波器的系统原理图
三相四线制系统与三相三线制系统的区别在于 存在零线 。因而用于三相四线制系统中有源电力滤 波器与用于三相三线制中的相比 , 根本的区别在于 对三相电流中零序分量的处理 。有源电力滤波器由 指令电流运算电路和补偿电流发生电路两部分组 成 , 对于前一部分 , 要求在三相四线制的情况下仍 要准确快速地形成指令电流 , 也就是检测出补偿对 象中的谐波 、基波负序 、零序等电流分量 ; 而对于 后一部分 , 则要求根据指令电流信号正确地产生补
—2 —
三相四线制电路中的瞬时无功功率及有源电力滤波器
偿电流 。 311 指令电流运算电路
在三相四线制系统中 , 由于三相电流之和不为 零 , 因此基于瞬时无功功率理论的谐波电流检测方 法不可直接应用 。为解决在三相四线制系统中瞬时 检测谐波电流的问题 , 这里作者提出了一种零线电 流分离法来解决这个问题 , 即先求出其零序电流分 量 , 将零序电流分量从各相电流中剔除 , 除去零序 分量后的三相电流可以利用三相三线制情况下的检 测方法进行检测[7 ] , 进而求出三相四线制系统中 的谐波 、基波负序 、零序在内的补偿电流指令信 号 。同时算出的零线电流反极性后作为零线补偿电 流的指令信号 。指令电流运算电路的原理图如图 3 所示 。图中
瞬时无功功率理论是建立在三相三线制系统的 基础上 。然而 , 在工业现场中 , 三相四线制系统是 非常普遍的 。但该理论有一定的局限性 , 主要是系 统中存在着零序电流分量 。如何将瞬时无功功率理 论引伸到三相四线制系统中来 , 这也是国内外许多 专家和学者所关心的问题[3 ,4 ] , 并为之做了大量的 工作[5 ] 。
= p ( t) + p0 ( t)
(4)
这里 , p = pα + pβ 是瞬时有功功率 , 而 p0 =
u0 i0 是瞬时零序功率 。式 (4) 表明 , 在使用 α2β2
0 坐标变换时零序功率部分可以从系统中分离出
来 。q 由于只取决于α2β成分 , 故并不包括系统的
零序分量 。对于正序和负序分量 , 只与瞬时功率
首先计算三相电流的零序电流分量 iz
iz = ia + ib + ic
(5)
然后 , 将各相电流中的零序分量分离 , 去除零序电
流后的三相电流分别为 i′a 、i′b 、i′c , 即 i′a = ia - iz
i′b = ib - iz
(6)
i′c = ic - iz
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
则 i′a 、i′b 、i′c中只含有正序分量和负序分量 ,分别为
p 、q 有关 , 电压或电流中的零序分量对 p 、q 两
者均无影响 。
3 三相四线制有源电力滤波器的研制
应用于三相四线制系统的有源电力滤波器系统 原理结构图如图 2 所示 。图中 , 负载为谐波源 , 产 生谐波及三相不平衡电流 , 零线有电流流过 。有源 电力滤波器由指令电流运算电路 、电流跟踪控制电 路 、驱动电路及主电路四部分组成 。其中后三部分 共同构成了并联型有源电力滤波器的补偿电流发生 电路 。其基本工作原理是 : 通过检测补偿对象 (即 图中负载) 的电压与电流 , 经指令电流运算电路计 算得出补偿电流的指令信号 , 该信号经补偿电流发 生电路放大 , 得出补偿电流 。补偿电流与负载电流 中要补偿的谐波及无功电流相抵消 , 最终得到期望 的电源电流[7 ] 。
∞
∑ i ′a = 2 [ I1 nsin(ωt + φ1 n) + I2 nsin( nωt + φ2 n) ] n =1
∞
∑ i ′b = 2 [ I1 nsin(ωt + φ1 n - 120°) + I2 nsin( nωt + φ2 n + 120°) ] n =1
∞
∑ i ′c = 2 [ I1 nsin(ωt + φ1 n + 120°) + I2 nsin( nωt + φ2 n - 120°) ] n =1
(7)
三相四线制电路中的瞬时无功功率及有源电力滤波器
《电工技术杂志》2001 年第 4 期
且有
i′a + i′b + i′c = 0
(8)
此时零线电流 iN 为
iN = ia + ib + ic = 3 iz
(9)
对于 i′a + i′b + i′c , 用文献 [ 7 ] 介绍的基于瞬时无 功功率的检测方法 , 得出其中的基波正序分量如下
·研究与开发 ·
《电工技术杂志》2001 年第 4 期
三相四线制电路中的瞬时无功功率 及有源电力滤波器
卓 放 王 跃 王兆安 (西安交通大学 710049)
摘 要 讨论了在三相四线制系统中瞬时无功功率理论和有源电力滤波器的研究结果。给出 了三相四线制系统中瞬时功率、瞬时有功、瞬时无功以及零序功率的表达式以及在 α2β20 坐标系下 的关系式 , 解释了各瞬时功率之间的物理关系。在此基础上 , 研制了一台用于三相四线制有源电力 滤波器的实验装置 。给出了系统的基本补偿原理 、主电路及控制电路结构 。并利用该装置进行了补 偿实验 , 结果表明 , 该装置可对三相四线制系统中的谐波、负序、零序等电流分量进行补偿。 关键词 三相四线制 谐波 瞬时无功 瞬时功率 有源电力滤波器
1 - 1/ 2 - 1/ 2 C3/ 2 = 2/ 3
0 3/ 2 - 3/ 2 sinωt - cosωt C = - cosωt - sinωt
图 3 指令电流运算电路原理图
而 C - 1 、 C2/ 3 则 是 对 应 的 逆 变 换 。负 载 电 流 ia 、 ib 、ic 由电流霍耳测出 , 在零线电流分离电路中 ,
本文讨论了三相四线制电路在不同条件下的瞬 时功率 , 分析了三相四线制电路中瞬时有功 、瞬时 无功以及零序功率的组成特点 , 介绍了用于三相四 线制系统有源电力滤波器实验装置的研究情况 。提 出了一种用零线电流分离法的三相四线制系统谐波 实时检测方法 , 并研制出用于三相四线制系统的有 源电力滤波器系统 。给出了系统的组成和工作原 理 。实验结果表明该方法是正确的 , 可以获得很好 的补偿效果 。
图 4 有源电力滤波器主电路结构 及其与负载之间的连线图
313 有源电力滤波器直流侧电容电压的控制方法 直流侧电压的变化由有源电力滤波器与电网之
间的能量流动所决定 。由于有源电力滤波器除了器 件和线路损耗外 , 没有其他负载消耗能量 , 直流侧
只有一个储能电容 , 因此 , 当有源电力滤波器吸收 有功功率大于线路和器件的损耗时 , 其直流侧电压 升高 , 反之 , 而直流侧电压下降 。只有当有源电力 滤器器吸收的有功功率等于线路和开关器件的损耗 功率时 , 其直流侧电压才保持不变 。有源电力滤波 器是吸收有功功率还是发出有功功率 , 是由其补偿 电流的基波分量与基波电压之间的相位来决定的 。 当基波电压与基波电流同相时 , 有源电力滤波器吸 收有功功率 ; 当基波电压与基波电流反相时 , 有源 电力滤波器发出有功功率 。
2 三相四线制系统中的瞬时无功功率[6 ]
对于三相四线制系统 , 由于其含有零线电流 , 在进行坐标变换时 , 不再是一正交的平面 α2β坐标 系 ,而是含有 0 轴的三维坐标系 ,即要 在α2β20 坐
国家自然科学基金资助项目 (59737140)
图 1 电压矢量在 α2β20 坐标系中的示意图
4 实验结果与结论
利用所研制的有源电力滤波器装置对图 4 所示 的谐波源负载进行了补偿实验 。谐波源由一个带电 感性负载的三相二极管整流桥和带电阻性负载的一 个单相二极管整流桥组成 。图 5 给出了实验结果 。 可以看出有源电力滤波器投入前三相电流不对称 , 波形畸变严重 , 且零线中存在较大电流 。而有源电 力滤波器补偿后的三相电源电流波形对称 , 且为正 弦 , 零线电流基本消除 。
可以有多种形式 , 这里采用了一种控制上相对简单