发布时间 : 星期四 文章高压电力有源滤波器的研制与应用更新完毕开始阅读b023be95ddccda38376baff3
的供电安全带来巨大的威胁，而供电安全与矿井安全息息相关，该项目研究不仅为平煤集团其他煤业集团井下供电系统谐波治理提供了宝贵经验，而且适用于其他矿山和工业企业供电系统谐波治理中使用，具有广泛的推广应用价值。 2.2 项目协作单位
协作单位武汉武新电气科技有限公司常年与清华大学、武汉大学紧密合作，从事动态无功补偿TSC、SVC、SVG及有源电力滤波器的研发及生产。低压400v APF产品已经成熟，并成功应用于武重、武钢、武船、二汽等大中小企业；公司产品都通过ISO9001、ISO14001、CCC、CQC等认证，技术规范完全符合相关的行业标准；拥有自己的研发团队；拥有各类先进的生产设备和检测设备。
3 项目研究内容和目标
3.1 项目的研究内容
该项目包括了以下主要研究内容：
1）针对六矿主井1140V侧供电系统谐波现状，找到了供电系统谐波产生根源和谐波特征。
2）调研了国内各类谐波治理技术现场使用情况和优缺点的对比分析
3）已经设计制造三台100A用于变频器和变压器之间1140V供电
系统的有源电力滤波器，已经安装调试完毕。 3.2 项目的总体目标
把六矿主井口的谐波治理到国标规定的范围内，把660V至10KV电压等级的高压电力有源滤波器产业化，标准化，并在煤炭行业推广使用，并为申请国家级项目打实基础。
4 项目研究的技术路线与关键技术
4.1 基于瞬时无功理论控制算法
本有源滤波器是全数字化控制，采用先进的基于瞬时无功理论的控制算法，实时以及精确地补偿系统中的谐波和无功电流。 目前对谐波电流分量的检测方法大体分为频域检测法和时域检测法两类。频域检测法（如 FFT）一般计算量大、实时性差，在系统三相不对称时也无法得到精确的检测结果。而时域检测法在实时性上则要好得多，目前的方法主要有有功电流分离法、瞬时无功功率理论运算法、自适应电流检测法和 dq0 坐标系下的广义瞬时无功检测法。基于 Fryze 时域分析的有功电流分离法简单但有效，在电压和电流不对称时，其有功电流中将含有基波负序分量，从而使得补偿效果不好。基于瞬时无功功率理论的电流检测方法有两种，分别是 p-q 分解法和直接分解法。p-q 分解法受电压谐波含量和三相不平衡的影响较大，无法在电压波形畸变时得到准确的结果；直接分解法不受谐波影响，并在三相电压不对称时，能准确的检测到基波正序电流，但对其
有功和无功电流的分解将受到三相不平衡程度的影响，误差无法消除。自适应电流检测法基于自适应干扰对消原理，把电压作为参考输入，负载电流作为原始输入，电压经自适应滤波器处理后，输出一个与负载电流基波有功分量幅值、相位均相等的信号，将此信号从负载电流中扣除，得到高次谐波和无功电流分量的总和。其自适应滤波器又可采用模拟方式和数字方式(如 ANN)来实现，但这种方法不能滤除基波负序电流。基于派克变换的广义瞬时无功功率的检测法可以准确的检测出三相基波正序电流，但是对有功和无功电流的检测也是不准确的。有学者提出了基于瞬时无功功率理论和同步坐标变换的基波正序有功电流检测方法，通过计算基波正序电压的相位可以正确的检测出基波正序有功电流，但这些算法均依赖于总负载电流的检测，并且算法中使用低通滤波器进行滤波，算法的精度和实时性无法得到保证，若要在微电网的补偿中获得应用还需要作出改进。 4.1.1 瞬时无功理论简述
三相瞬时无功功率理论于1983年由赤木泰文提出，此后该理论经过不断研究得到逐渐完善。赤木最初提出的理论亦称pq理论，是以瞬时实功率p和瞬时虚功率q的定义为基础，其主要的一点不足是未对有关的电流量进行定义。三相瞬时无功功率理论是以瞬时有功功率p和瞬时无功功率q的定义为基础的，它的核心是采用变换矩阵将三相电路的电压、电流瞬时值变换到相互正交的二维坐标系上研究。设三相电路的电压和电流瞬时值分别为，交流电网负载（谐波源）APF和ia,ib,ic,通过Clarke
变换矩阵分别变换到两相正交的坐标系上，可得两相瞬时电压，和两相瞬时电流。
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??如图 所示的的平面上，矢量e和i可合成旋转的电压矢量和旋转
电流矢量
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三相电路瞬时有功电流和瞬时无功电流 是电流矢量在电压矢量及其法线上的投影，即：
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iq?isin? （4）
其中???e??i
三相电路的瞬时有功功率p 和瞬时无功功率q为电压矢量的模与三相电路瞬时有功电流和瞬时无功电流的乘积, 即