【《抑制谐波的方法研究国内外文献综述》3100字】

抑制谐波的方法研究国内外文献综述谐波及其危害谐波的概念及其产生在人类刚学会使用工具的时候，古希腊人‘泰勒斯’发现在生活中如果使用琥珀进行摩擦则绒毛和木屑将会被吸引起来，在发现这种现象之后他非常兴奋，将其命名为(staticelectricITy)，并第一个提出了‘电’这个词。电和电流被发现以后,电的使用范围便无处不在,它的产生还大大改变了人们的生活方式,加速了世界工业的现代化进程,开创了人类历史的新纪元。而随着电力被越来越大的开发进程，人们发现了一种抑制电网电能质量的东西，谐波。谐波通常是指数学或物理学的概念，通常使用在周期函数或周期波形中，范指与圆函数的最小周期相同的定义现函数和余弦函数的线性组合，在电力系统中明确指出了谐波的定义，指的是非正弦交流量经过傅里叶级数分解之后得到的分量，这些分量都比基波频率要大。电力系统的谐波问题很早就引起了人们的重视。而人们常说的谐波通常分为两个部分：谐波电流和谐波电压。谐波电流指的是按照傅里叶级数的方式将非正弦周期电流进行分解，经过分解之后的电路频率将发生明显的增加，被统称为正弦分量。谐波电压是由谐波电流和配电系统上产生的阻抗导致的电压降。劣质发电源，输送和配用电系统，用电设备等都是谐波产生的来源。据统计了解：由整流装置产生的谐波占所有谐波的近40%。谐波的危害以前连接在供电系统中的非线性设备比较少，系统中产生的谐波电流较少，对电能质量、运输、使用的影响不大，不过在电力企业快速发展的进程中，负载的承担能力也不断增大，此时谐波对电力网造成的危害开始显现出来。谐波会使储存电能等电力设备被破坏或被瓦解，静电谐波也会直接对继电器和自动控制器等装置产生干扰使其产生误动，从而会造成计算电力的控制系统工作混乱。在许多电子电力系统中都有谐波存在，而谐波会对这些电子设备造成很大的电磁干扰影响。尤其是在最近几十年当中，电子设备当中出现的谐波频率不断增大，这表明谐波产生的污染也越大，在污染的影响之下，电网事故的发生率显著提升。根据调查发现谐波对公共电网和电气设备造成的危害主要包含如下几个方面：高频谐波会对交变电压造成影响，交变电压会对高频谐波造成影响，两者是相互影响的，变压器在工作的过程中会产生邻近效应，此时损耗将会明显的增加REF_Ref73222205\r\h[1]；谐波电压在许多情况下使正弦波发生突变，导致电气设备产生磁滞及涡流损耗，干扰电能的质量，降低用电环境；继电器保护装置容易发生误动，严重时会威胁人身安全，对用电人员造成极大影响；对电能质量的正常发挥造成一定的影响，此时测量结果的误差将会加大；形成电磁干扰，进而对通信系统造成极大的影响REF_Ref73222215\r\h[2]。由此可知谐波对电力系统的危害十分严重，为了确保电力系统的正常稳定工作必须要抑制谐波电流和谐波电压的产生。这样才会便于净化和提升生产、生活中的用电环境。抑制谐波的方法在我国谐波因为谐波造成的电子设备损坏有很多，在形成谐波之后会对电力造成非常大的影响，谐波形成之后会引起电力系统能源的损耗，降低了发电和输电功率，此外还容易诱发电路过载问题，进而造成温度太高导致电路和设备的损坏甚至发生火灾，我们必须要对其主要危害进行治理，改善。通常的谐波抑制原理是抑制逆变器在电网电力运行中产生的谐波。其方法是针对谐波电流进行补偿，也就是增加谐波补偿的装置，使输入电流成为不变或周期性小变化的正弦波。传统的谐波补偿装置通常采用LC调谐滤波器来抑制谐波，LC调谐滤波器既能抑制谐波，又能补偿无功功率。但是凡事都有它的对立面，它的主要缺点是补偿特性容易受到电网中电阻和运行中状态变化的影响，而且极其容易与系统产生并联谐振，放大谐波，增加它的负载，容易造成过载甚至严重时烧毁LC调谐滤波器。目前经常采用的一种过滤谐波的方式就是安装滤波器，通过安装滤波器的方式可以对谐波进行过滤，进而产生补偿作用。随着人们日益增大的需求以及时间的推移，滤波器的发展逐渐的由被动向主动转变，由无源转化成有源。无源谐振滤波器调频是目前应用最广泛且最有效抑制无源谐波的调频技术和处理技术，它采用了高频电感、电容等多种调整滤波的方法。常用的无源滤波器不仅有单频的也有双频的，这些滤波器不仅可以对一个谐波进行过滤，同时还可以对多个滤波进行过滤，还能在电网电路中形成一个低阻抗的旁路，滤除主次谐波REF_Ref73222227\r\h[3]。无源驱动滤波器的主要技术特点和功能包括：组成简单、造价低、使用便捷、可靠性较高。虽然这项关键技术已经被人们开发适用得比较成熟，但还存在着一些技术上的缺陷，还有很多问题无法被人们克服，比如只能滤除谐波的数量，但是在滤波的过程中会对滤波器的参数造成很大的影响，其中最为明显的就是产生共振作用REF_Ref73222234\r\h[4]。由于无源谐振滤波器存在许多的不足之处，所以人们开始开发和使用有源滤波器。有源电力滤波器（APF）是一种新型的，便利的使用在无功补偿的有源电力信号电子补偿的装置。它是一种新型的使用电磁辐射进行谐波补偿的装置，可以同时自动地跟踪和吸收、补偿大小和操作频率的各不相同的电流谐波。有源滤波器之所以被人们称为有源滤波器，是与无源LC滤波器有关的，它能主动地吸收频率和大小不随时间变化的谐波。有源电力滤波器主要通过对输入负载的有功电流进行快速检验、匹配和分离的功能，也可同时控制输入、输出负载的有功电流及其输入输出负载电流的谐波大小、谐波频率和谐波的相位，并快速做出响应，补偿整个负载电流中所有相应的谐波电流，实现了一种新的动态谐波跟踪无功补偿方法，这个补偿方法既能补偿电网电路中的谐波，又能补偿无源负载产生的功率。有源电力滤波器的工作方式是以提取电网中的谐波电流或电压，在发生一定的反应之后会产生相反的相位电流和电压，进而产生抵消作用。同无源滤波器进行对比，APF具有以下优点：补偿无功功率时不需要载体储存能量，且无源电力滤波器是机械的而有源电力滤波器是电子的。有源电力滤波器本身就是高阻抗的电流源，对接入电路系统中的大部分阻抗不会产生影响。在谐波频率和大小发生变化之后可以快速的进行应对，并采取措施进行解决。结构非常简单，装置非常的简易，可以有效发挥抑制谐波的作用REF_Ref73217827\r\h[5]。对主电路、谐波检测电路和控制电路进行连接采用主电路、谐波检测电路、控制电路和有源电力滤波器进行并联联接，并对其在电路中的动作原理、功效讨论研究。图1.1即为设计的并联APF电路模式图。图1.1三相三线制并联滤波器的电路模型图从图中可以看出，逆变电路跟滤波电感在共同的作用下会在电网电路中产生相对于谐波的补偿波，补偿波的主要作用是发挥抵消的作用，进而消除电网中的谐波，它的存在可以对谐波的危害造成抑制作用。接下来会通过有源电力滤波器的结构，参数，功能和实现抑制谐波的原理进一步讨论，验证其提高电能质量的功能。证明并联APF是比无源滤波器更加优良的设备，并进行一系列设计操作，对目前存在的并联APF进行参数计算，设计出理论中更加完善的可供人们选择的设备装置。参考文献吴传平.高速铁路供电系统负序补偿与谐波抑制技术研究[D].湖南大学,2010.潘龙懿.基于FPGA的有源电力滤波器控制系统的实现研究[D].华北电力大学(河北),2009.孙世奇,SUNShi-qi.低压配电网谐波的抑制[J].河北建筑工程学院学报,2013,31(1):89-91.谌海云,武占奎,常密生,等.谐波产生的危害及谐波治理的进展[J].仪器仪表用户,2010,17(2):71-72.夏向阳,廖晓科.有源电力滤波器的研究热点和发展[J].变频器世界,2007(12):23-24.董晓鹏,王兆安.基于改进周期平均模型的PWM整流器控制[J].电力电子技术,1999,33(2):11-14.史伟伟,蒋全,胡敏强,等.三相电压型PWM整流器的数学模型和主电路设计[J].东南大学学报(自然科学版),2002,32(1):50-55.毛鸿,王毅.三相电压型PWM整流器无电流传感器控制策略研究[J].电工技术学报,2001,16(2):56-60.AkagiH,KanazawaY,NabaeA.InstantaneousReactivePowerCompensatorsComprisingSwitchingDeviceswithoutEnergyStorageComponents[J].IEEETransactionsonIndustryApplications,2008,IA-20(3):625-630.曹金梅.基于ip-iq谐波检测法的并联有源电力滤波器的研究[D].哈尔滨理工大学,2009.KaruppananP,MahapatraKK.PIandfuzzylogiccontrollersforshuntactivepowerfilter—Arepor