电力系统谐波计算与抑制的模型设计

1.2谐波产生的机理

1.3谐波的产生源

1.3.1电输配电系统产生的谐波

1.3.2电源质量不高产生的谐波

1.3.3用电设备产生的谐波

2 谐波的危害

五  抑制谐波的方法

5.1  对整流设备。换流设备增加可控硅变换装置脉冲数

5.2增设无功补偿装置

增设动态无功补偿装置。动态无功补偿装置(静止同步补

装置、静止无功补偿装置)可以补偿负荷快速变动的无功需求，

滤出系统谐波、改善功率因数、减少向系统注入的谐波电流， 

降低三相电压不平衡度，稳定母线电压等，从而提高电力系统承受谐波的能力。此外，在谐波源处通常装设无功补偿装置。

5.3安装无源滤波装置

无源滤波器实际上就是利用电容和电抗器的适当连接．组

成对某次谐波为低阻抗的谐振回路来吸收符合所产生的高次谐波电流，这也是目前较多采用的一种被动式谐波抑制措施

5.4安装有源滤波装置

有源滤波器就是利用时域补偿原理制造的滤波装置，其优

点就是能做到适时补偿，且不增加电网的容性元件，但缺点就是

造价太高。这种谐波抑制方式是今后发展的主流

5.5装设隔离变压器

装设隔离变压器。在重要的配电系统中，把隔离变压器就

地装设在每一个配电盘上，可以有效防止3N次谐波电流从线

路传回电源，使谐波电流与配电系统相隔离。此外，在三相四

线式供电系统中，应适当增大中性线导线的截面积，要求至少 

与相线的截面积相等，这样可以有效地防止谐波电流对中性线

的危害。隔离变压器要适当提高其额定值，否则也会产生电压

畸变和过热。

六．实际应用

矩阵变换器谐波计算方法与滤波器设计

矩阵变换器(Matrix Converter，简称MC)的研究从概念提出

至今已有30多年，与传统的电力变换器相比MC有一系列优

点：能量双向流动，四象限运行；正弦输入电流、输出电压；

可控功率因素；不需要直流储能元件等

    由于MC包含开关较多，数学模型复杂，控制繁琐，到目前

大多数控制策略仍然不能直接实现MC输入输出正弦，在输人

和输出中仍然含有高次和低次谐波；因此，研究谐波的幅值和

分布规律对改进控制策略和设计输入、输出滤波器有重大意义。

但是，国内外MC的谐波计算方法的研究文献和论文都较少。

本例应用了间接空问矢量调制的基本原理，然后，提出了一种

矩阵变换器谐波计算的方法；并在Matlab／Simulink中建立计算

模型。明了提出的计算方法的正确性和可行性。

6.1  MC间接空间矢量调制的原理

图1(a)为三相MC的主电路拓扑结构，主电路由9个双向开关组成，其中双向开关采用普通的IGBT的共集电极式结构。

MC间接空间矢量调制的原理是一种基于虚拟直流环节概

的控制方法。将MC在理论上等效为一个整流器和逆变器的虚拟

连接如图1(b)。对虚拟的整流和逆变器采用空间矢量脉宽调制

 (SVPWM)技术并将两个过程进行合成，从而实现MC的正弦输入、输出和可控功率因素。

6.1.1 虚拟逆变器调制

设MC输出线电压空间矢量定义为

6.1.2虚拟整流器的调制

6.1..3虚拟整流器和虚拟逆变器的结合

6.2  MC谐波计算方法及计算模型

6.2.1  MC谐波计算方法

6.2.2 谐波计算模型

6.3输入输出滤波器的设计

6.4仿真结果

   6.4.1输入输出特性

6.4.2 谐波分布

     6.4.3 滤波特性

6.5结论