论文摘要
随着工业电力电子技术的发展,电力系统中的非线性负载越来越多,由此带来的谐波公害越来越严重。应用现代技术对谐波等进行经济、有效地补偿是目前急待解决的重要问题之一。消除谐波的方法是加装滤波装置。对高压大容量谐波源国内外目前主要是采用LC谐振型无源滤波器(Passive Power Filter, PF),这些滤波器还兼有无功和负序补偿功能。尽管PF具有初期投资小、运行效率高等优点,但其滤波效果受电力系统阻抗的影响较大,且只能消除特定次数的谐波,对于谐波次数经常变化的负载滤波效果不好,还可能与系统发生串联、并联谐振,导致谐波放大,使LC滤波器过载甚至烧毁。进入80年代以后,随着有源滤波技术的不断深入和用户对谐波问题的重视,以及电力电子技术的飞速发展,大功率可关断器件(GTR, GTO,IGBT等)的不断进步,有源电力滤波器(Active Power Filter, APF)作为抑制电网谐波、补偿供电系统无功功率的新型电力电子装置得到迅速发展,其中又以并联型有源电力滤波器的使用最为广泛。具有高负载的APF的研究具有重要的现实意义。APF通常是以现代电力半导体开关与先进控制技术为基础的,相对于静止无功补偿、晶闸管调压等电力电子装置,其产品成本要高出许多。高容量APF还存在许多其他问题:基于高频开关工作原理的逆变器的工作效率难以提高到95%以上,IGBT等快速全控型器件的功率等级还不能与电网谐波负载容量相匹配,高容量电力电子装置的可靠性还缺乏实际运行考验。总之,根据目前电力电子技术的水平,APF的有源容量还难以达到电力系统的高容量负载的谐波抑制要求,且采用纯有源容量的APF其运行是不经济的。本文主要的研究目标是:由于单独使用APF和PF存在各自的缺点,提出了一种用于6.6/10kV中压的带基频谐振电路的混合型滤波器,本文详细分析了该HAPF工作原理,在谐波电流的检测上,提出一种改进型谐波电流检测方法,使此混合型滤波器能在系统电压、电流的不平衡时仍能准确的检测出系统的谐波电流和无功电流,实验结果表明此混合型滤波器在中压大功率系统中起到了很好的滤除谐波的作用,而且具有很好的实用性和经济推广价值。