v下降为2.7%,其中5次、7次谐波含量分别为V5=1.7%和V7=1.15%。
图6反映了HAPF对非线性负载产生的谐波电流对电网污染的抑制作用,左一、左二分别为HAPF开启前后电网侧输入电流,右二、右一为其相应频谱。可见HAPF开启前电网谐波电流即为负载电流(ZS<<ZF),因而含有大量谐波,相对基波总畸变率THDi=85%;而开启HAPF后,由于有源单元和无源单元的共同作用,其THDi下降为小于1.7%。
如果不采用复合控制,仅对电流控制(F.Z.Peng方案),则应增加PF容量,而且,电流谐波难以得到很好抑制。图7结果就说明了这一点,其THDi ≈17.2%。
同时,模型实验与仿真波形吻合得较好,波形如下:电网电流Is和负载电压VL接近于正弦波,谐波指标符合国家标准GB/T 14549-93和IEEE-519,表明这种HAPF能够较好地抑制电网的谐波电压对负载端的影响和非线性负载谐波电流对电网的污染。
图6 电网电流Is在HAPF启

图7 电网电流Is波形及频谱图(非复合控制HAPF,THDv=12%)

(a)启动HAPE前(上)后(下)负载电压VL波形 (b)启动HAPE前网侧电流IS波形
(C)启动HAPE后网侧电流IS波形
图8 HAPF的谐波抑制实验波形
4 结论
按照相关标准[5,6]中谐波测试方法、仪器和数据处理的要求,对具有广泛代表性的工业用变频调速器组和中频感应加热电源的谐波进行了测试,得出了电流谐波THDi在42%以上的定量结论。围绕一50kVA负载的谐波抑制装置的研制,提出了一种混合有源电力滤波器(HAPF)的谐波治理方案。仿真和实验结果表明:其谐波抑制性能好、对负载变化范围大和电网严重畸变情形适应性强。
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收稿日期:1999-11-22; 改回日期:2000-02-22。
作者简介:
陈国柱,讲师,在职博士生,研究方向为有源电力滤波及电力电子技术装置;
吕征宇,博士,副教授,研究方向为电力电子装置、有源滤波器智能控制及DSP技术应用等;
钱照明,博士,教授,博士生导师,现任浙江大学电力电子技术研究所所长、电力电子(国家)工程中心副主任、中国电工技术学会理事、学委会副主任等职,中国电子学会、IEEE学术组织高级会员,研究方向为电力电子技术装置、EMC设计、谐波抑制等。