电力电子电路控制2

2.指标与标准

性能指标：

¾总谐波畸变率THD（Total Harmonic Distortion）THD= Harm I rms/ Fund I rms

¾总要求畸变率TDD（Total Demand Distortion）TDD = Harm I rms/ Full-load Fund I rms

Total I, rms Fund I,

rms

Harm I,

rms THD(I)TDD

Full load936.68936.0035.57 3.8% 3.8% 836.70836.0034.28 4.1% 3.7%

767.68767.0032.21 4.2% 3.4%

592.63592.0027.23 4.6% 2.9%

424.53424.0021.20 5.0% 2.3%

246.58246.0016.97 6.9% 1.8%

111.80111.0013.3212.0% 1.4%

Measured

¾基波位移因数DF

（Displacement Factor）

1

cosΦ1＝P1/S1＝基波有功功率/基波视在功率¾功率因数PF （Power Factor）

PF＝P/S＝有功功率/视在功率

标准：

国际标准：

IEEE Std 519-1992、IEEE Std 1159-2009、

欧共体标准《公用配电系统供电电压特性》、

IEC 61000-2-2、IEC 61000-3-6、IEC 61000-3-2、IEC 61000-3-4、IEC 61000-4-7等

国内标准：

SD 126-84 《电力系统谐波暂行规定》、

GB/T 14549-93《电能质量公用电网谐波》等

3.技术方案

D yn

h3

h9

2

电网电源

h5, h7

D

d

y

3

调谐式滤波器

L

5

抗谐波电感器

L

4

3仅削减5次和7次谐波(12脉冲整流、移相式滤波器)

6

6无谐波

APF

1

1

-存在谐波

-成本昂贵：增大电力系统的供电容量和电缆、开关等

5仅按谐波频率选择衰减次数

2变压器以不同的方式联接

仅限制3次和3n次谐波

4仅降低谐波电流THD

电路方案

电力电子变换方案

3.1方案简介

3.2电力电子变换方案

并联型有源电力滤波器串联型有源电力滤波器

有源电力滤波器

APF

4.并联型有源电力滤波器（PAPF）

4.1工作机理

电

源

非线性负载例三相整流器

Is

Io

Ic

电源Is

=

负载基波Io1

+

补偿器Ic

负载Io

并联型APF

1

1o s oh c oh o o i i i i i i i ==+=则令补偿负载谐波

补偿负载谐波

+−+−+

−sa L sb L sc

L sa

u sb u sc

u dc

L dc

R 1

D 3D 5

D 4

D 6

D 2D +

−

1

S 3

S 5

S 4

S 6

S 2

S dc

C ca

L cb L cc

L 也称负载谐波电流补偿器HCC

三相桥式变换电路

电源

非线性负载

并联型APF

电源Is

负载Io

补偿Ic

p

o s q o oh c oh q o p o oh o o i i i i i i i i i i i 11111=+=++=+=则令补偿负载谐波及无功电流

补偿负载谐波及无功电流并联型APF 相当于谐波和无功电流发生器；

补偿负载谐波电流，使电网电源电流波形正弦化，

补偿负载无功功率，使电网功率因数为1。

4.2控制系统框图

c

i *c

i

load

电网

控制器

PWM 形成

驱动桥式电路

反馈量检测环节

-

电流指令检测环节

指令检测：

实时检测v o ,i o

分离出i oh ,i o1q

得到实时(i oh +i o1q )指令

4.3谐波电流和无功电流的检测

A轴

B轴

C轴

α

β

αV &α

I &β

V &β

I &以三相三线制为例:

C

C B B A A i v i v i v P ⋅+⋅+⋅=3三相有功功率β

βααi v i v P ⋅+⋅=2二相系统有功⎥

⎦

⎤

⎢⎣⎡−−−=⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡=⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎥

⎥⎥⎦⎤

⎢⎢⎢⎣⎡=⎥⎦⎤⎢⎣⎡2/32/12/32/10132,323232C i i i C i i v v v C v v C B A C B A 其中取βαβα⎥⎥⎥⎦

⎤⎢⎢⎢⎣⎡−−−=

⎥

⎦⎤⎢⎣⎡=⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡⎥⎦⎤⎢⎣⎡=⎥⎥⎥⎦

⎤

⎢⎢⎢⎣⎡⇒2/32/32

/12/101

32,232323C i i C i i i v v C v v v C B A C B A 其中可得βαβαP 2=P 3

二相正交αβ静止坐标系：