諧波抑制和無功功率補(bǔ)償

《電氣自動化新技術(shù)叢書》序言

第6屆《電氣自動化新技術(shù)叢書》編輯委員會的話

第3版前言

第2版前言

第1版前言

第1章緒論

1.1諧波問題及研究現(xiàn)狀

1.2諧波抑制

1.3無功補(bǔ)償

1.4本書內(nèi)容概述

第2章諧波和無功功率

2.1諧波和諧波分析

2.1.1諧波的基本概念

2.1.2諧波分析

2.1.3公用電網(wǎng)諧波電壓和諧波電流限值

2.2無功功率和功率因數(shù)

2.2.1正弦電路的無功功率和功率因數(shù)

2.2.2非正弦電路的無功功率和功率因數(shù)

2.2.3無功功率的時域分析

2.2.4三相電路的功率因數(shù)

2.2.5無功功率的物理意義

2.2.6無功功率理論的研究及進(jìn)展

2.3諧波和無功功率的產(chǎn)生

2.4無功功率的影響和諧波的危害

2.4.1無功功率的影響

2.4.2諧波的危害

2.4.3諧波引起的諧振和諧波電流放大

2.4.4諧波對電網(wǎng)的影響

2.4.5諧波對旋轉(zhuǎn)電機(jī)和變壓器的危害

2.4.6諧波對繼電保護(hù)和電力測量的影響

2.4.7諧波對通信系統(tǒng)的干擾

第3章電力電子裝置的功率因數(shù)和諧波分析

3.1阻感負(fù)載整流電路的功率因數(shù)和諧波分析

3.1.1忽略換相過程和直流側(cè)電流脈動時的情況

3.1.2計及換相過程但忽略直流側(cè)電流脈動時的情況

3.1.3計及直流側(cè)電流脈動時的情況

3.1.4阻感負(fù)載整流電路的非特征諧波

3.2整流電路帶濾波電容時的功率因數(shù)和諧波分析

3.2.1電容濾波型橋式整流電路的功率因數(shù)和諧波分析

3.2.2感容濾波型橋式整流電路的功率因數(shù)和諧波分析

3.3交流調(diào)壓電路的功率因數(shù)和諧波分析

3.3.1移相控制單相交流調(diào)壓電路的功率因數(shù)和諧波分析

3.3.2移相控制三相交流調(diào)壓電路的功率因數(shù)和諧波分析

3.3.3通斷控制交流調(diào)壓電路的功率因數(shù)和諧波分析

3.4周波變流電路的功率因數(shù)和諧波分析

3.4.1用開關(guān)函數(shù)法對輸入電流進(jìn)行諧波分析

3.4.2輸入電流中的諧波頻率和諧波含量

3.4.3輸入電流中的基波分量和輸入端功率因數(shù)

第4章無功補(bǔ)償電容器和LC濾波器

4.1無功補(bǔ)償電容器

4.1.1并聯(lián)電容器補(bǔ)償無功功率的原理

4.1.2并聯(lián)電容器補(bǔ)償無功功率的方式

4.1.3并聯(lián)電容器補(bǔ)償容量的計算

4.1.4并聯(lián)電容器的放電回路和自動投切

4.1.5并聯(lián)電容器和諧波的相互影響

4.2LC濾波器

4.2.1LC濾波器的結(jié)構(gòu)和基本原理

4.2.2LC濾波器的設(shè)計準(zhǔn)則

4.2.3單調(diào)諧濾波器的設(shè)計

4.2.4高通濾波器的設(shè)計

第5章靜止無功補(bǔ)償裝置

5.1無功功率動態(tài)補(bǔ)償?shù)脑?

5.2晶閘管控制電抗器（TCR）

5.2.1基本原理

5.2.2主要聯(lián)結(jié)方式和配置類型

5.2.3控制系統(tǒng)

5.2.4動態(tài)性能和動態(tài)過程分析

5.3晶閘管投切電容器（TSC）

5.3.1基本原理

5.3.2投入時刻的選取

5.3.3控制系統(tǒng)

5.3.4動態(tài)過程分析145

5.4采用全控型器件的靜止無功發(fā)生器（SVG）

5.4.1基本原理

5.4.2控制方法

5.4.3應(yīng)用實(shí)例

5.4.4發(fā)展趨勢

第6章諧波和無功電流的檢測方法

6.1基于瞬時無功功率理論的諧波和無功電流檢測方法

6.1.1三相電路瞬時無功功率理論

6.1.2基于瞬時無功功率理論的諧波和無功電流的實(shí)時檢測

6.1.3瞬時無功功率理論的其他應(yīng)用

6.2基于時域變換的諧波與無功電流檢測方法

6.2.1基于時域變換的電流檢測算法的基本原理

6.2.2在三相四線制系統(tǒng)中的電流檢測方法

6.2.3在單相系統(tǒng)中的電流檢測方法

6.2.4電流檢測中低通濾波器的設(shè)計

6.2.5仿真及實(shí)驗(yàn)研究

6.3其他諧波和無功電流檢測方法

6.3.1基于傅里葉分析的電流檢測方法

6.3.2采用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的電流檢測方法

第7章有源電力濾波器

7.1有源電力濾波器的基本原理

7.2有源電力濾波器的系統(tǒng)構(gòu)成和主電路形式

7.2.1單獨(dú)使用的有源電力濾波器的系統(tǒng)構(gòu)成

7.2.2有源電力濾波器的主電路形式

7.3并聯(lián)型有源電力濾波器

7.3.1指令電流運(yùn)算電路

7.3.2電流跟蹤控制電路

7.3.3主電路設(shè)計

7.3.4直流側(cè)電壓的控制

7.3.5并聯(lián)型有源電力濾波器的控制方式

7.3.6并聯(lián)型有源電力濾波器的穩(wěn)定性分析

7.4串聯(lián)型有源電力濾波器

7.4.1串聯(lián)型有源電力濾波器的結(jié)構(gòu)和基本原理

7.4.2檢測負(fù)載諧波電壓控制方式

7.4.3復(fù)合控制方式

7.4.4串聯(lián)型和并聯(lián)型有源電力濾波器的簡要對比

7.5串并聯(lián)型有源電力濾波器

7.5.1UPQC的結(jié)構(gòu)和基本工作原理

7.5.2UPQC的補(bǔ)償電壓和電流指令生成方法

7.5.3UPQC的補(bǔ)償結(jié)果

第8章混合型電力濾波器

8.1混合型電力濾波器的系統(tǒng)構(gòu)成

8.1.1并聯(lián)混合型電力濾波器的系統(tǒng)構(gòu)成

8.1.2串聯(lián)混合型電力濾波器的系統(tǒng)構(gòu)成

8.2并聯(lián)混合型電力濾波器

8.2.1直流并聯(lián)混合型電力濾波器

8.2.2APF與PF串聯(lián)后與電網(wǎng)并聯(lián)的交流混合型電力濾波器

8.2.3一種新型交流并聯(lián)混合型電力濾波器

8.2.4并聯(lián)注入式混合型電力濾波器

8.3串聯(lián)混合型電力濾波器

8.3.1串聯(lián)混合型電力濾波器的系統(tǒng)構(gòu)成及工作原理

8.3.2有源裝置的容量估算

8.3.3串聯(lián)混合型電力濾波器的控制方法

8.3.4串聯(lián)混合型電力濾波器的補(bǔ)償特性

第9章基于多電平變流器的無功補(bǔ)償和有源電力濾波裝置

9.1多電平無功補(bǔ)償和有源電力濾波器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

9.2串聯(lián)H橋靜止無功發(fā)生器

9.2.1工作原理和數(shù)字模型

9.2.2直流側(cè)電壓控制方法

9.2.3實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析

9.3混合型串聯(lián)H橋多電平有源電力濾波器

9.3.1高低壓模塊直流側(cè)電壓及門檻電壓選取原則

9.3.2直流側(cè)電壓均衡控制

9.3.3實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析

9.4中點(diǎn)鉗位型三電平有源電力濾波器

9.4.1工作原理和數(shù)學(xué)模型

9.4.2SVPWM工作原理

9.4.3中點(diǎn)電位分析

9.4.4直流母線電壓控制

9.4.5實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析

參考文獻(xiàn) 2100433B

抑制諧波和提高功率因數(shù)是涉及電力電子技術(shù)、電氣自動化技術(shù)和電力系統(tǒng)的一個重大課題。隨著電力電子技術(shù)的不斷進(jìn)步，新型有源諧波抑制技術(shù)和無功功率補(bǔ)償技術(shù)得到了迅速的發(fā)展。本書主要介紹有源電力濾波器、混合型電力濾波器、靜止無功補(bǔ)償裝置、靜止無功發(fā)生器等諧波抑制和無功補(bǔ)償新技術(shù)。本書敘述力求簡潔，強(qiáng)調(diào)物理概念，注重理論聯(lián)系實(shí)際。

第3版主要增加了基于時域變換的諧波和無功電流檢測方法、并聯(lián)注入式混合型電力濾波器以及基于多電平變流器的無功功率補(bǔ)償和有源電力濾波裝置等內(nèi)容，也對其他主要章節(jié)進(jìn)行了數(shù)據(jù)（實(shí)例）更新和文字修訂。

本書可作為電力電子技術(shù)、電氣自動化技術(shù)及電力系統(tǒng)領(lǐng)域的工程技術(shù)人員和研究人員的參考書，也可供上述專業(yè)范圍的教師和研究生閱讀。

抑制諧波和提高功率因數(shù)是涉及電力電子技術(shù)、電氣自動化技術(shù)和電力系統(tǒng)的一個重大課題。隨著電力電子技術(shù)的不斷進(jìn)步，新型有源諧波抑制技術(shù)和無功功率補(bǔ)償技術(shù)得到了迅速的發(fā)展。本書主要介紹有源電力濾波器、混合型電力濾波器、靜止無功補(bǔ)償裝置、靜止無功發(fā)生器等諧波抑制和無功補(bǔ)償新技術(shù)。對有關(guān)諧波和無功功率的基礎(chǔ)理論、電力電子裝置的功率因數(shù)和諧波分析以及傳統(tǒng)無功功率補(bǔ)償和濾波方法也做了必要的介紹。本書敘述力求簡潔，強(qiáng)調(diào)物理概念，注重理論聯(lián)系實(shí)際。 第3版主要增加了基于時域變換的諧波和無功電流檢測方法、并聯(lián)注入式混合型電力濾波器以及基于多電平變流器的無功功率補(bǔ)償和有源電力濾波裝置等內(nèi)容，也對其他主要章節(jié)進(jìn)行了數(shù)據(jù)（實(shí)例）更新和文字修訂。 本書可作為電力電子技術(shù)、電氣自動化技術(shù)及電力系統(tǒng)領(lǐng)域的工程技術(shù)人員和研究人員的參考書，也可供上述專業(yè)范圍的教師和研究生閱讀。

抑制諧波和提高功率因數(shù)是涉及電力電子技術(shù)、電氣自動化技術(shù)和電力系統(tǒng)的一個重大課題。隨著電力電子技術(shù)的不斷進(jìn)步，新型有源諧波抑制技術(shù)和無功補(bǔ)償技術(shù)得到了迅速的發(fā)展。本書主要介紹有源電力濾波器、混合型電力濾波器、靜止無功補(bǔ)償裝置、高功率因數(shù)整流器等諧波抑制和無功補(bǔ)償新技術(shù)。對有關(guān)諧波和無功功率的基礎(chǔ)理論、電力電子裝置的功率因數(shù)和諧波分析以及傳統(tǒng)無功補(bǔ)償和濾波方法也做了必要的介紹。本書敘述力求簡潔，強(qiáng)調(diào)物理概念，注重理論聯(lián)系實(shí)際。

這次修訂主要增加了由有源和無源電力濾波器組成的混合濾波器內(nèi)容，并對看源濾波器內(nèi)容做了較多的補(bǔ)充和修改，也對靜止無功補(bǔ)償裝置內(nèi)容做了必要的補(bǔ)充與修改。

《諧波抑制和無功功率補(bǔ)償（第2版）》可作為電力電子技術(shù)、電氣自動化技術(shù)及電力系統(tǒng)領(lǐng)域的工程技術(shù)人員和研究人員的參考書，也可供上述專業(yè)范圍的教師和研究生閱讀。

《電氣自動化新技術(shù)叢書》序言

第6屆《電氣自動化新技術(shù)叢書》編輯委員會的話

第3版前言

第2版前言

第1版前言

第1章緒論

1.1諧波問題及研究現(xiàn)狀

1.2諧波抑制

1.3無功補(bǔ)償

1.4本書內(nèi)容概述

第2章諧波和無功功率

2.1諧波和諧波分析

2.1.1諧波的基本概念

2.1.2諧波分析

2.1.3公用電網(wǎng)諧波電壓和諧波電流限值

2.2無功功率和功率因數(shù)

2.2.1正弦電路的無功功率和功率因數(shù)

2.2.2非正弦電路的無功功率和功率因數(shù)

2.2.3無功功率的時域分析

2.2.4三相電路的功率因數(shù)

2.2.5無功功率的物理意義

2.2.6無功功率理論的研究及進(jìn)展

2.3諧波和無功功率的產(chǎn)生

2.4無功功率的影響和諧波的危害

2.4.1無功功率的影響

2.4.2諧波的危害

2.4.3諧波引起的諧振和諧波電流放大

2.4.4諧波對電網(wǎng)的影響

2.4.5諧波對旋轉(zhuǎn)電機(jī)和變壓器的危害

2.4.6諧波對繼電保護(hù)和電力測量的影響

2.4.7諧波對通信系統(tǒng)的干擾

第3章電力電子裝置的功率因數(shù)和諧波分析

3.1阻感負(fù)載整流電路的功率因數(shù)和諧波分析

3.1.1忽略換相過程和直流側(cè)電流脈動時的情況

3.1.2計及換相過程但忽略直流側(cè)電流脈動時的情況

3.1.3計及直流側(cè)電流脈動時的情況

3.1.4阻感負(fù)載整流電路的非特征諧波

3.2整流電路帶濾波電容時的功率因數(shù)和諧波分析

3.2.1電容濾波型橋式整流電路的功率因數(shù)和諧波分析

3.2.2感容濾波型橋式整流電路的功率因數(shù)和諧波分析

3.3交流調(diào)壓電路的功率因數(shù)和諧波分析

3.3.1移相控制單相交流調(diào)壓電路的功率因數(shù)和諧波分析

3.3.2移相控制三相交流調(diào)壓電路的功率因數(shù)和諧波分析

3.3.3通斷控制交流調(diào)壓電路的功率因數(shù)和諧波分析

3.4周波變流電路的功率因數(shù)和諧波分析

3.4.1用開關(guān)函數(shù)法對輸入電流進(jìn)行諧波分析

3.4.2輸入電流中的諧波頻率和諧波含量

3.4.3輸入電流中的基波分量和輸入端功率因數(shù)

第4章無功補(bǔ)償電容器和LC濾波器

4.1無功補(bǔ)償電容器

4.1.1并聯(lián)電容器補(bǔ)償無功功率的原理

4.1.2并聯(lián)電容器補(bǔ)償無功功率的方式

4.1.3并聯(lián)電容器補(bǔ)償容量的計算

4.1.4并聯(lián)電容器的放電回路和自動投切

4.1.5并聯(lián)電容器和諧波的相互影響

4.2LC濾波器

4.2.1LC濾波器的結(jié)構(gòu)和基本原理

4.2.2LC濾波器的設(shè)計準(zhǔn)則

4.2.3單調(diào)諧濾波器的設(shè)計

4.2.4高通濾波器的設(shè)計

第5章靜止無功補(bǔ)償裝置

5.1無功功率動態(tài)補(bǔ)償?shù)脑?

5.2晶閘管控制電抗器（TCR）

5.2.1基本原理

5.2.2主要聯(lián)結(jié)方式和配置類型

5.2.3控制系統(tǒng)

5.2.4動態(tài)性能和動態(tài)過程分析

5.3晶閘管投切電容器（TSC）

5.3.1基本原理

5.3.2投入時刻的選取

5.3.3控制系統(tǒng)

5.3.4動態(tài)過程分析145

5.4采用全控型器件的靜止無功發(fā)生器（SVG）

5.4.1基本原理

5.4.2控制方法

5.4.3應(yīng)用實(shí)例

5.4.4發(fā)展趨勢

第6章諧波和無功電流的檢測方法

6.1基于瞬時無功功率理論的諧波和無功電流檢測方法

6.1.1三相電路瞬時無功功率理論

6.1.2基于瞬時無功功率理論的諧波和無功電流的實(shí)時檢測

6.1.3瞬時無功功率理論的其他應(yīng)用

6.2基于時域變換的諧波與無功電流檢測方法

6.2.1基于時域變換的電流檢測算法的基本原理

6.2.2在三相四線制系統(tǒng)中的電流檢測方法

6.2.3在單相系統(tǒng)中的電流檢測方法

6.2.4電流檢測中低通濾波器的設(shè)計

6.2.5仿真及實(shí)驗(yàn)研究

6.3其他諧波和無功電流檢測方法

6.3.1基于傅里葉分析的電流檢測方法

6.3.2采用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的電流檢測方法

第7章有源電力濾波器

7.1有源電力濾波器的基本原理

7.2有源電力濾波器的系統(tǒng)構(gòu)成和主電路形式

7.2.1單獨(dú)使用的有源電力濾波器的系統(tǒng)構(gòu)成

7.2.2有源電力濾波器的主電路形式

7.3并聯(lián)型有源電力濾波器

7.3.1指令電流運(yùn)算電路

7.3.2電流跟蹤控制電路

7.3.3主電路設(shè)計

7.3.4直流側(cè)電壓的控制

7.3.5并聯(lián)型有源電力濾波器的控制方式

7.3.6并聯(lián)型有源電力濾波器的穩(wěn)定性分析

7.4串聯(lián)型有源電力濾波器

7.4.1串聯(lián)型有源電力濾波器的結(jié)構(gòu)和基本原理

7.4.2檢測負(fù)載諧波電壓控制方式

7.4.3復(fù)合控制方式

7.4.4串聯(lián)型和并聯(lián)型有源電力濾波器的簡要對比

7.5串并聯(lián)型有源電力濾波器

7.5.1UPQC的結(jié)構(gòu)和基本工作原理

7.5.2UPQC的補(bǔ)償電壓和電流指令生成方法

7.5.3UPQC的補(bǔ)償結(jié)果

第8章混合型電力濾波器

8.1混合型電力濾波器的系統(tǒng)構(gòu)成

8.1.1并聯(lián)混合型電力濾波器的系統(tǒng)構(gòu)成

8.1.2串聯(lián)混合型電力濾波器的系統(tǒng)構(gòu)成

8.2并聯(lián)混合型電力濾波器

8.2.1直流并聯(lián)混合型電力濾波器

8.2.2APF與PF串聯(lián)后與電網(wǎng)并聯(lián)的交流混合型電力濾波器

8.2.3一種新型交流并聯(lián)混合型電力濾波器

8.2.4并聯(lián)注入式混合型電力濾波器

8.3串聯(lián)混合型電力濾波器

8.3.1串聯(lián)混合型電力濾波器的系統(tǒng)構(gòu)成及工作原理

8.3.2有源裝置的容量估算

8.3.3串聯(lián)混合型電力濾波器的控制方法

8.3.4串聯(lián)混合型電力濾波器的補(bǔ)償特性

第9章基于多電平變流器的無功補(bǔ)償和有源電力濾波裝置

9.1多電平無功補(bǔ)償和有源電力濾波器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

9.2串聯(lián)H橋靜止無功發(fā)生器

9.2.1工作原理和數(shù)字模型

9.2.2直流側(cè)電壓控制方法

9.2.3實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析

9.3混合型串聯(lián)H橋多電平有源電力濾波器

9.3.1高低壓模塊直流側(cè)電壓及門檻電壓選取原則

9.3.2直流側(cè)電壓均衡控制

9.3.3實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析

9.4中點(diǎn)鉗位型三電平有源電力濾波器

9.4.1工作原理和數(shù)學(xué)模型

9.4.2SVPWM工作原理

9.4.3中點(diǎn)電位分析

9.4.4直流母線電壓控制

9.4.5實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析

參考文獻(xiàn)2100433B