本论文的研究是以一种新型变电站的中压系统(6kV～10kV)谐波治理措施——单独注入式有源电力滤波器为研究对象,主要研究内容包括单独注入式有源电力滤波器(APFSIC)的结构及原理,谐波检测方法,系统分频自适应控制和系统研制,旨在研究中压、中等容量有源电力滤波器工程应用技术,为高压、大功率有源电力滤波器的推广应用积累经验、奠定理论和技术基础。 论文以单独注入式有源电力滤波器的工程实现为主线,对有源滤波器的关键技术进行了研究。首先分析和比较了目前常用的有源电力滤波器的拓扑结构,并针对变电站谐波治理的特点和要求,提出了一种新颖的拓扑结构——单独注入式有源电力滤波器,分析了单独注入式有源电力滤波器的结构特点与滤波原理,并对PWM控制下开关器件死区对逆变器输出的影响作了定性分析;然后,介绍了常用的谐波检测方法,具体分析了快速傅立叶变换,提出了基于i_p,i_q的谐波分频检测方法,对比了基于谱估计的谐波检测方法;再者,通过比较现行的有源滤波器的控制方法,结合单独注入式有源滤波器的结构特点,分析了几种控制策略,提出了基于分频的自适应控制方法;最后详细阐述了单独注入式有源电力滤波器的具体设计和研制过程,对系统主电路设计、元件参数选择、输出滤波器设计和电网电压对有源滤波器直流侧电压的影响都有深入的论述,形成了较为完善的变电站谐波治理理论和方案。 本次研究课题得到了国家自然科学基金项目“大功率混合型有源电力滤波器难点问题研究[60474041]”资金的支持,其研究成果已被列为国家重点新产品计划项目[2003ED770013]。