单调谐滤波器滤波特性研究

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随着国民经济的发展,越来越多的电力电子装置应用到电力系统的发电、输电、配电环节以及工农业生产和家庭的日常生活中。这些非线性负荷的广泛应用给人们带来了极大的便利,也使谐波污染问题成为人们关注的焦点。电力电子装置运行过程中产生的非正弦波会注入到公用电网,使公用电网电压畸变,威胁到电力系统的稳定和经济运行。同时,谐波所带来的电磁干扰(EMI)也会污染周围的电气环境,影响电气设备和通讯设备的正常运行。谐波污染及其治理的研究已经刻不容缓。治理谐波污染的基本思路之一就是装设滤波装置。其中,单调谐滤波器因其造价较低、运行可靠、结构简单等优点而被广泛应用于谐波抑制中。单调谐滤波器利用其在特定的谐波次数时的低阻特性,使谐波源产生的谐波电流不注入公用电网而是被滤波器所吸收,以此来减少注入电网的谐波电流和降低电网电压的畸变率。另外,单调谐滤波器还可补偿基波无功功率,起到了提高功率因数的作用。本文首先简要介绍了谐波的基本概念、电力系统谐波产生的原因及其危害以及电力系统谐波限值的国家标准,然后根据单调谐滤波器的的工作原理、接线方法,设计准则,在给出的原始数据基础上利用单调谐滤波器参数选择的方法初步确定单调谐中的各个参数值。其次,详细的分析了引起电容器参数变化的原因以及电容器参数变化对单调谐滤波器滤波率的影响;系统与单调谐滤波器是相互联系的,系统电抗的准确测量对单调谐滤波器装设后是否能获得较好的滤波效果至关重要;背景谐波不仅仅影响PCC点谐波电流的测量,也会对单调谐滤波器参数的选择产生影响,通过构建考虑背景谐波时电力系统的简单模型,给出了减少背景谐波影响的对策。本文结合工程实例,利用PSCAD仿真对工程实例进行模拟,考虑了背景谐波、系统阻抗以及单调谐滤波器中电容器参数发生变化时对单调谐滤波器滤波率的影响,对照仿真结果结合实测数据,对修正后的单调谐滤波器中再次进行了PSCAD仿真和分析。
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