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电气化铁道牵引供电系统整流型电力机车的逐渐广泛使用,使得电力系统的供电质量越来越差,消除电力系统谐波及提高功率因数显得越来越迫切。 本文将动态补偿性能好、无功补偿连续的有源电力滤波器(Active PowerFilter,简称APF)与耐压高、大容量易于实现的无源电力滤波器(Passive PowerFilter,简称PPF)结合,构成混合型电力滤波器,将其并联接入电网,以消除电气化铁道牵引负荷对电力系统供电质量所造成的不良影响。 对单相有源电力滤波器的电流检测,本文分析比较了几种检测方法,重点研究了基于瞬时无功功率理论和基于有功电流分离的检测方法。经过MATLAB仿真分析比较,基于瞬时无功功率理论的检测方法检测结果更准确些,但时延略大,动态响应速度略慢。 电流滞环跟踪控制方法在单相有源电力滤波器中应用比较广泛,其具有硬件电路简单、瞬态响应快、稳定性高等优点,所以本文采用该方法对有源电力滤波器补偿电流进行跟踪控制。 关于混合电力滤波器,在充分发挥PPF作用的前提下,为减小背景谐波电压的影响,并使更多的负载谐波电流注入PPF,则所采用的并联型APF以受控电压源的形式出现在电路中。APF电压可以单独受控于电网电流;单独受控于负载电流;受控于电网电流和负载电流;同时受控于电网电流、负载电流和连结点处电压;还可以受控于负载电流和连结点处电压。经过分析推导,以上五种方法中后两种方法都能使系统达到较理想的滤波效果。 为了验证本文所采用的有源电力滤波器控制方法的正确性,利用MATLAB中的电力系统模块对有源电力滤波器进行仿真研究。仿真结果表明,电压环控制能使逆变器直流侧电压在半个多周期的延时后达到给定值,电流滞环跟踪控制方法能较好地跟踪补偿电流,但响应速度及精确性受滞环宽度的影响较大。