[自動(dòng)化專業(yè)小論文】智能建筑中諧波抑制的研究

1、文獻(xiàn)綜述智能建筑中諧波抑制的研究智能建筑中諧波抑制的研究陳北洋（貴州大學(xué)職業(yè)技術(shù)學(xué)院電氣工程系自動(dòng)化061）前言前言智能建筑技術(shù)和諧波抑制技術(shù)是當(dāng)今國(guó)內(nèi)外研究的熱點(diǎn)，隨著時(shí)代的前進(jìn)與發(fā)展，“智能建筑”范圍也在不斷地發(fā)展與充實(shí)。由于建筑智能化技術(shù)在住宅建筑中的大量應(yīng)用，供人們居住的具有智能化、信息化、數(shù)字化功能的住宅小區(qū)不斷涌現(xiàn)，智能化住宅（小區(qū)）動(dòng)態(tài)地改變了“智能建筑”原有的涵義，成為“智能建筑”的另一重要組成部分。智能化住宅（小區(qū)）的

2、建設(shè)與發(fā)展，不僅已經(jīng)成為一個(gè)國(guó)家經(jīng)濟(jì)實(shí)力的體現(xiàn)，而且也是一個(gè)國(guó)家科學(xué)技術(shù)水平的綜合標(biāo)志之一，它也成為人類社會(huì)住宅建設(shè)發(fā)展的必然趨勢(shì)。而智能建筑迅速發(fā)展，負(fù)荷中日新月異、種類繁多的電子類（非線性類）電氣負(fù)荷比重逐漸增大。雖然每臺(tái)設(shè)備向電網(wǎng)注入的諧波電流不大，但這些設(shè)備數(shù)量大、分布廣。此外，有些電器如電視機(jī)、空調(diào)器、計(jì)算機(jī)等在使用時(shí)具有集中的特點(diǎn)，在某些時(shí)段會(huì)使注入到電網(wǎng)的諧波電流對(duì)公用電網(wǎng)造成的諧波問(wèn)題特別突出，這不但使接入該電網(wǎng)的設(shè)備無(wú)

3、法正常工作，甚至造成故障，而且還會(huì)使供電系統(tǒng)中性線承受的電流超載，影響供電系統(tǒng)的電力輸送。一智能建筑諧波抑制的發(fā)展現(xiàn)狀電力系統(tǒng)的諧波問(wèn)題早在20世紀(jì)20年代和30年代就引起了人們的注意。當(dāng)時(shí)在德國(guó)，由于使用靜止汞弧變流器而造成了電壓、電流波形的畸變。1945年JCRead發(fā)表的有關(guān)變流器訪吱的論文是早期有關(guān)諧波研究的經(jīng)典論文。到了20世紀(jì)50年代和60年代，由于高壓直流輸電技術(shù)自發(fā)展，發(fā)表了有關(guān)變流器引起電力系統(tǒng)諧波問(wèn)題的大量論文。70

4、年代以來(lái)，由于電力電子技術(shù)的飛速發(fā)展，各種電力電子裝置在電力系統(tǒng)、工業(yè)、交通及家庭中的應(yīng)用日益波器。由于有源電力濾波器可動(dòng)態(tài)地補(bǔ)償諧波、無(wú)功及負(fù)序電流，而又不會(huì)與系統(tǒng)發(fā)生諧振，所以濾波效果比無(wú)源電力濾波器好得多。但由于單獨(dú)使用的有源電力濾波器容量大、成本高，因而其應(yīng)用受到限制。將有源電力濾波器與無(wú)源電力濾波器混合使用，充分發(fā)揮二者的優(yōu)點(diǎn)無(wú)疑是一種較好的選擇。諧波抑制的一個(gè)重要趨勢(shì)是采用有源電力濾波器(ActivePowerFilter—

5、APF)。有源電力濾波器也是一種電力電子裝置。其基本原理是從補(bǔ)償對(duì)象中檢測(cè)出諧波電流，由補(bǔ)償裝置產(chǎn)生一個(gè)與該諧波電流大小相等而極性相反的補(bǔ)償電流，從而使電網(wǎng)電流只含基波分量。這種濾波器能對(duì)頻率和幅值都變化的諧波進(jìn)行跟蹤補(bǔ)償，且補(bǔ)償特性不受電網(wǎng)阻抗的影響，因而受到廣泛的重視，并且已在日本等國(guó)獲得廣泛應(yīng)用。有源電力濾波器的基本思想在20世紀(jì)60年代就已經(jīng)形成。80年代以來(lái)，由于大中功率全控型半導(dǎo)體器件的成熟，脈沖寬度調(diào)制(PulseWidt

6、hModualtion—PWM)控制技術(shù)的進(jìn)步，以及基于瞬時(shí)無(wú)功功率理論的諧波電流瞬時(shí)檢測(cè)方法的提出，有源電力濾波器才得以迅速發(fā)展。有源電力濾波器的變流電路可分為電壓型和電流型，目前實(shí)際應(yīng)用的裝置中，如90％以上是電壓型。從與補(bǔ)償對(duì)象的連接方式來(lái)看，又可分為并聯(lián)型和串聯(lián)型，目前運(yùn)行的裝置幾乎都是并聯(lián)型。上述類型都可以單獨(dú)使用，也可以和比濾波器混合使用。對(duì)于智能建筑中作為主要電力電子裝置來(lái)說(shuō)，除了采用補(bǔ)償裝置對(duì)其諧波進(jìn)行補(bǔ)償外，還有一條抑

7、制諧波的途徑，就是開(kāi)發(fā)新型變流器，使其不產(chǎn)生諧波，且功率因數(shù)為1。這種變流器被稱為單位功率因數(shù)變流器(UnityPowerFactConverter)。高功率因數(shù)變流器可近似看成為單位功率因數(shù)變流器。大容量變流器減少諧波的主要方法是采用多重化技術(shù)，即將多個(gè)方波疊加，以消除次數(shù)較低的諧波，從而得到接近正弦波的階梯波。重?cái)?shù)越多，波形越接近正弦波，當(dāng)然電路結(jié)構(gòu)也越復(fù)雜。因此這種方法一般只用于大容量場(chǎng)合。多重化技術(shù)如果能與PWM技術(shù)相配合，可取