三相四線制有源電力濾波器檢測技術(shù)的研究.pdf

1、非線性負(fù)載會導(dǎo)致電力線路中出現(xiàn)諧波，功率因數(shù)降低，因此，由電力電子設(shè)備的廣泛應(yīng)用而引發(fā)的電能質(zhì)量問題受到越來越多地關(guān)注。諧波電流和無功功率是危及電網(wǎng)安全運(yùn)行的兩大因素。系統(tǒng)無功會增加輸電網(wǎng)及配電網(wǎng)的線路損耗，增加設(shè)備容量；諧波電流會增加用電設(shè)備損耗，甚至損壞用電設(shè)備，并帶來多種不利的信號干擾。 并聯(lián)有源電力濾波器(SAPF)是一種解決電能質(zhì)量問題的有效方法，因?yàn)樗芡窖a(bǔ)償電路中的諧波電流及無功功率。在設(shè)計(jì)并聯(lián)有源電力濾波器時(shí)，

2、參考電流的生成是非常關(guān)鍵的，它決定了注入公共接點(diǎn)的實(shí)際電流的精度, 常用瞬時(shí)無功理論(p-q法)來計(jì)算SAPF的參考電流。該法由日本學(xué)者Akage at al.在1983年提出。根據(jù)該理論，三相三線系統(tǒng)中的電壓、電流被變換到相互垂直的p-q坐標(biāo)系中，并在p-q坐標(biāo)系中計(jì)算瞬時(shí)的有功及無功功率。盡管瞬時(shí)無功理論有其理論局限，譬如它只能應(yīng)用于不含零序電流、電壓的三相系統(tǒng)，但它的提出引發(fā)了一系列基于瞬時(shí)無功理論的新方法，有助于認(rèn)識理解SAPF

3、。 由．Ferrero、Superti-Furga提出的0-α-β坐標(biāo)下的瞬時(shí)功率定義和由Akagi、Nabae提出的Nabae功率理論考慮了零序分量。很明顯，零序電流、電壓能產(chǎn)生有功，但是否產(chǎn)生無功是這兩種理論的主要分歧。Nabae認(rèn)為0軸與α、β坐標(biāo)軸地位等價(jià)，有功功率與無功功率分別為0、α、β軸電流和電壓分量的點(diǎn)乘積與叉乘積。而Ferrero和Superti-Furga則認(rèn)為0軸與α、β軸是相互獨(dú)立的，零序分量僅產(chǎn)生有功功

4、率。這兩種定義方法的共同缺點(diǎn)是它們均不能與單相功率理論相統(tǒng)一。 1999年，韓國學(xué)者Hyosung Kim提出了一種新的三相系統(tǒng)功率補(bǔ)償方法，被稱為p-q-r法。該法先將a-b-c坐標(biāo)下的電流、電壓轉(zhuǎn)換到0-α-β坐標(biāo)下，再通過旋轉(zhuǎn)0-α-β坐標(biāo)得到p-q-r坐標(biāo)下的電流、電壓形式。由于是沿電壓軸旋轉(zhuǎn)，因此，最終僅有一個(gè)電壓分量e<,p>不為零，另兩個(gè)分量e<,q>e<,r>都等于零。由于有功功率和無功功率分別定義為電壓與電流的

5、點(diǎn)乘積與叉乘積，因此存在一個(gè)瞬時(shí)有功功率p與兩個(gè)瞬時(shí)無功功率q<,q>和q<,e>。在該方法中，有功功率和無功功率都定義在含零序分量的三相四線制系統(tǒng)中。雖然計(jì)算復(fù)雜，但其定義可以認(rèn)為是單相功率理論的延伸。正交坐標(biāo)法中的功率定義可與單相功率理論相統(tǒng)一，且其計(jì)算簡便。該法在a-b-c坐標(biāo)系下給出功率定義，有功功率為電壓、電流信號的點(diǎn)乘積，無功功率為電壓、電流的叉乘積。該方法中，有功和無功的物理意義與p-q法相同，符合我們對功率定義的一般理解