带分支配电网系统背景谐波电压抑制策略研究

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对于配电网系统背景谐波在传输线上传播过程中出现的振荡放大现象,各国学者基于无分支传输线提出各种谐波抑制方案,但实际配电网中的传输线不可避免的会存在分支,而以往的谐波抑制方案中,并未涉及到带分支传输线的谐波抑制问题,本文基于带分支传输线提出背景谐波的抑制策略。首先,本文依据均匀传输线理论及无分支放射状传输线的分布参数模型,建立谐波电压在传输线上的传播方程,并分析谐波电压振荡的原因,基于传输线集总参数模型,对有源电力滤波器(ResistiveActive Power Filter, R-APF)方案进行仿真验证。其次,本文以无分支放射状传输线为基础,建立带分支放射状传输线的集总与分布参数模型,推导谐波电压传播方程,分析谐波振荡规律,并采用8km传输线末端加1km和5km两分支为例,研究背景谐波电压抑制的策略。根据无分支放射状传输线末端安装R-APF的谐波抑制方法,在传输线各末端安装R-APF,通过仿真证明该方法能够抑制分支传输线上的谐波电压放大,使其放大倍数为1左右,但对于分支节点前传输线上的谐波电压放大抑制效果不明显。第三,本文为抑制分支节点前传输线上的背景谐波电压振荡,通过分析末端R-APF抑制带分支传输线谐波电压不足的原因,提出在分支节点处安装有源电力滤波器(Active Power Filter, APF),该方案采用控制APF的补偿电流,使分支节点处阻抗与分支节点前传输线特征阻抗匹配,达到谐波抑制的效果,并通过仿真验证此方案能够抑制分支节点前谐波电压放大。最后,本文根据集总参数模型,搭建了8km传输线末端加入1km分支和5km分支,以TMS320F2812DSP为控制芯片,构建了单相有源电力滤波器的实验平台,通过实验验证所提方案的可行性。
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