基于阻性有源滤波器的谐波治理技术-第2页-北极星输配电网

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如果有源滤波器的电流环增益足够大（即实际电流始终能够无差跟踪指令电流），可以将APF视作理想电流源，当APF满足式（1）时，APF对外电路表现为谐波频点处的电阻特性（即RAPF）。

文献[4]虽然通过提出RAPF对谐波进行抑制，但该文献并没有详细描述谐波如何在配电网中传播，RAPF如何对谐波进行抑制以及RAPF对外存在相位延时问题。

针对基于P控制的RAPF对外存在相位延时问题，文献[7]提出了一种全数字控制的阻性有源电力滤波器装置，解决了时间和相位上的延迟问题所带来的不良影响，在工程上具有一定的实用价值。

为了进一步研究配电网谐波谐振问题，文献[8]通过建立基于分布式参数模型的射线型配电网的谐波电压分布方程分析了上述谐波污染现象的原因，并且解释了“打地鼠现象”：RAPF安装点处的谐波得到抑制，其他点处的谐波电压却被放大。另外还分析了当RAPF安装在线路末端时，RAPF对外最优阻值的选取。但该文献研究的前提是线路参数已知的前提下进行，一旦线路参数未知或者发生变化，RAPF很难达到最优的谐波抑制效果。

针对实际线路参数的不确定性，无法做到与线路阻抗相匹配而导致RAPF的谐波抑制效果达不到最佳的问题，一种阻值自适应的阻性有源电力滤波器控制策略被提出，该方法在一定程序上解决了阻尼电阻取值与系统参数不匹配的问题[9,10]，该方法本质上是自动调节对外阻值达到输出阻抗与线路阻抗匹配的结果。

文献[11]提出离散频点阻性有源电力滤波器来提高针对特定频点的谐振抑制效果，该方法通过旋转坐标变化能够只在特定频点处呈现电阻特性，有效避免线路阻抗与RAPF阻值不匹配的问题。

为了提供用户安全可靠的电能，环型结构的配电网系统网络开始受到关注。一些文献基于环型配电网系统对谐波抑制进行了研究。

文献[12]基于环型配电网提出一种新的建模方式，并且根据环型配电网的特性，提出一种安装在环型配电网中间点的新的APF控制策略，该控制策略将APF模拟成无限长传输线，对线路中的谐波扩散起到了抑制效果。

文献[13]基于环型配电网结构下，提出了一种包含无源滤波器和有源滤波器的阻抗变流器，通过将该阻抗变流器模拟成无限长输电线路，达到消除反射波和谐波谐振抑制的目的。

1.2多机阻性有源滤波器控制策略

单机阻性有源滤波器对配电网谐波抑制具有一定效果，但为了进一步提高配电网谐波抑制效果，文献[14]对基于分布式参数且含有多个RAPF的射线型配电网进行建模，并且分析了多台RAPF共同工作的工况，该方法能够有效提高了对谐波的抑制效果，但由于增加了RAPF的数量，导致系统愈发复杂，且增加了谐波抑制成本。

文献[15]将下垂控制应用于多台离散频点阻性有源滤波器的控制中，相对于多台RAPF之间实时通信的方式，能够更加快速动态调节多台RAPF的输出来维持线路中的电压畸变率，但该方法增加了控制的复杂度。

2RAPF阻值和安装位置

对谐波抑制的研究

一些文献对于RAPF阻值和安装位置对谐波抑制进行了研究。文献[16]针对谐波源以电压源的形式向配电网注入谐波的工况，基于分布式参数的配电网传输线方程，分析讨论了RAPF的安装位置与谐振抑制效果的关系，并且指出了在该工况下，RAPF的最优安装位置，然而该方法更多地依赖于配电网中装置部署约束条件。

文献[17]提出一种基于配电网系统电压和电流传输矩阵的分析方法来决定在多节点的配电网最佳的APF安装位置以达到最优补偿效果。

3仿真分析

本次仿真基于如下工况：电网侧不存在谐波源，在BUS5节点接入二极管整流负载（用于模拟谐波电流源），用9个节点来模拟9km的长直输电线路，RAPF装置安装在线路末端。

图2系统结构图

原标题：基于阻性有源滤波器的谐波治理技术

投稿与新闻线索：陈女士微信/手机：13693626116 邮箱：chenchen#bjxmail.com（请将#改成@）

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