諧振型非線性負載的諧波抑制技術研究.pdf

1、隨著電力電子變換器的大量應用，電力系統(tǒng)諧波問題日益顯著，諧波補償成為研究熱點，本文研究的是不控整流橋類非線性負載的諧波補償，這類非線性負載是電力系統(tǒng)的主要諧波源之一，研究的補償手段主要是并聯(lián)型APF。
　　按照直流側(cè)所接濾波器件的不同，不控整流橋類非線性負載電路可以分為電容濾波、電感濾波和電感電容濾波的三種形式，電容濾波的非線性負載具有電壓源的特性，稱之為電壓源型非線性負載，電感濾波的非線性負載具有電流源的特性，稱之為電流源型非線

2、性負載，電感電容濾波的非線性負載的直流側(cè)處在諧振狀態(tài)，稱之為諧振型非線性負載。諧振型非線性負載既具有電壓源型非線性負載的特性，也具有電流源型非線性負載的特性，三類負載均含有6k±1次特征諧波。
　　在此種分類基礎上，本文首先從負載的負載模型和補償?shù)刃щ娐返慕嵌?，研究了串、并?lián)型APF對電壓源型、電流源型非線性負載的補償特性，指出并聯(lián)型APF適合補償電流源型非線性負載，不適合補償電壓源型非線性負載，串聯(lián)型APF適合補償電壓源型非線性

3、負載，不適合補償電流源型非線性負載，并分析了原因，進一步分析了并聯(lián)型APF不適合補償電壓源型非線性負載的原因是補償時負載諧波電流發(fā)生了放大，稱之為諧波放大效應。
　　在電壓源型、電流源型非線性負載的負載模型基礎上，本文建立了諧振型非線性負載的負載模型，分析了直流側(cè)電感、電容和負載電阻參數(shù)對負載特性及對并聯(lián)型APF補償特性的影響，指出并聯(lián)型APF不適合補償諧振型非線性負載的原因是發(fā)生了諧波放大效應，諧波放大效應強弱與電網(wǎng)系統(tǒng)阻抗、A

4、PF補償率、負載模型內(nèi)等效電壓源電壓變化率及直流側(cè)電感、電容參數(shù)有關。
　　為了改善并聯(lián)型APF對諧振型非線性負載的補償特性，除了通過采用指定次諧波補償?shù)目刂品椒▉斫档虯PF的補償率外，本文主要從直流側(cè)電感、電容參數(shù)的角度設計了直流側(cè)LC參數(shù)，針對的是一14.15kW的非線性負載。直流側(cè)LC濾波器的設計除了采用負載紋波電壓、電容浪涌電壓、電感浪涌電流、濾波器體積等約束條件外，還加入了諧波放大效應約束。根據(jù)諧振型非線性負載補償時的等

5、效電路，使用直流側(cè)諧波電流作為諧波放大效應約束條件。LC濾波器的設計采用遍歷的方法和可視化的手段，求取滿足各約束條件的且體積最小的那組LC值作為設計值，設計出的直流側(cè)電感為3.45mH，電容為1.25mF。
　　選用設計的LC值，采用指定次諧波補償?shù)目刂撇呗?，?jīng)過并聯(lián)型APF的補償之后，諧振型非線性負載的網(wǎng)側(cè)電流THD降低到5.7％，基本達到了國家規(guī)定對電流諧波含量的限制要求，仿真與實驗一致，說明了本文采用的改善補償特性的方法取得