MATLAB有源电力滤波器APF仿真设计

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摘要：21世纪以来电力电子器件取得极大发展，如何有效抑制谐波已成为电力系统领域的重要研究课题，其中有源电力滤波器（APF）由于很好的抑制效果，已日渐成为研究的热点。本文介绍了APF的工作原理及其补偿电流控制方法，并具体分析了基于瞬时无功功率理论的谐波检测方式和空间矢量脉宽调制（SVPWM）调制方法在三相三线制电路中的运用。最后在matlab中做出各部分模块的仿真模型和并联型有源电力滤波器的整体仿真模型。根据仿真结果分析知，本文设计的有源电力滤波器能很好的滤除电网谐波和对电网进行无功补偿。66629

毕业论文关键词：有源电力滤波器，谐波抑制，三相电路，MATLAB仿真

Abstract：The 21st century， how to suppress harmonics effectively has become an important research topic in the field of power systems.For the good inhibitory effect, the active power filter (APF) has increasingly became a hot research. This article describes the working principle and APF compensation current control method, and it analyzes the method based on instantaneous reactive power theory harmonic detection and theory of space vector pulse width modulation (SVPWM) modulation used in three-phase three-wire circuit . At the end of this article,it makes the overall simulation model and Parallel Active Power Filter in various parts of the module in MATLAB. According to the results of the simulation , the APF designed in this paper can filter out harmonics well and makes a good compensation of reactive power on the grid.

Keywords: active power filter,harmonic suppression,MATLAB simulation

1 绪论 5

1.1 谐波基本概念 5

1.2谐波主要危害 5

1.3抑制谐波方法 6

1.4APF国内外研究现状 6

1.5本课题研究方法 7

2 有源电力滤波器介绍 7

2.1 APF的基本原理 7

2.2 APF的种类 7

2.3 APF的补偿电流控制方法 8

3 有源电力滤波器谐波检测 10

3.1 瞬时无功功率理论简介 10

3.2 瞬时无功理论相关计算 11

3.3无功电流实时检测方法 12

3.4 SVPWM调制方法 12

4 APF的仿真研究 16

4.1 APF的系统仿真模型 16

4.2 非线性负载模型 17

4.3 谐波检测模型 17

4.4 PWM电源信号的产生 20

4.5仿真结果 20

结论 23

参考文献 24

致　谢 25

1 绪论

当今社会发展离不开电能的驱动，它广泛的应用于各行各业。电能质量的好坏直接关系到国家的经济效益。理想的电力系统对电网输电时，应该保持三相对称平衡，电压电流波形均为恒定频率的正弦波，电能质量不受负载特性的影响。然而由于电力电子装置等非线性设备的广泛运用，谐波危害和低功率因数等问题日趋突出。目前几乎每家大型企业都会使用污染电网的设备，使供电过程中的电压的波形偏离正弦波形，即产生谐波。给电网带来了闪变、三相不平衡等问题。电力系统中谐波危害已经引起了社会各界的广泛关注，为了保证电网中所有的电气、电子设备能在电磁兼容基础上正常工作，必须采取有效措施，抑制并防止电网中谐波所带来的危害。