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1、无源电力滤波器设计谭东旭2006年2006年2月·珠海Friday,March11,20111目录1.项目简介2.无源电力滤波器基础知识3.无源电力滤波器常见设计方法4.淮北项目无源部分设计及仿真5.无源电力滤波器软件包的设计构思Friday,March11,20112项目简介淮北供电公司SVC工程方式，实现动态的无功补偿,采用TCR+PF+APF方式，实现动态的无功补偿,兼对谐波进行治理；进行治理；系统构成：晶闸管控制电抗器（TCR）晶闸管控制电抗器（TCR）6kV动补SVC装置无源滤波器（PF）、有源滤波器（APF）无源滤波器（PF）、有源滤波器（APF）
2、）、有源滤波器控制系统及保护装置其中无源电力滤波器设置5、（11次支路）。11次支路其中无源电力滤波器设置5次、7次、（11次支路）。Friday,March11,20113项目简介淮北项目原理接线图Friday,March11,20114新型并联混合型有源电力滤波器系统构成和原理项目简介单相示意图Friday,March11,20115无源电力滤波器基础知识几种常见无源电力滤波器原理电路图(a)单调谐滤波器；(b)双调谐滤波器；(c)双调谐带高通特性的滤波器；(d)一阶高通滤波器(e)二阶高通滤波器；(f)三阶高通滤波器；(g)C型高通滤波器实际应用中常用几
3、组单调谐滤波器和一组高通滤波器几组单调谐滤波器和一组高通滤波器组成滤波装置。几组单调谐滤波器和一组高通滤波器Friday,March11,20116无源电力滤波器基础知识单调谐滤波器ω滤波器对n次谐波（的阻抗为：滤波器对n次谐波（n=n⋅ωS）的阻抗为：1Zfn=Rfn+j(nωSL−)二阶高通滤波器nωSC111Z+(+)−1其阻抗为：其阻抗为：n=jnωSCRjnωSLZfnZnRR0Friday,March11,2011ω/(nωS)12ω7无源电力滤波器基础知识双调谐滤波器有两个谐振频率，同时吸收这两个频率的谐波，其作用等效于两个并联的单调谐滤
4、波器。阻抗频率特性：阻抗优点：双调谐滤波器投资较小，且基波损耗较小；频率缺点：其结构相对比复杂，调谐困难，故应用还较少。，Friday,March11,20118无源电力滤波器基础知识无源电力滤波器的优缺点优点:具有结构简单、设备投资较少、运行可靠性较高、优点:具有结构简单、设备投资较少、运行可靠性较高、缺点:缺点:运行费用较低等。运行费用较低等。易与电网阻抗发生谐振，不能实现动态补偿无功。易与电网阻抗发生谐振，不能实现动态补偿无功。无源电力滤波器是传统的补偿无功和抑制谐波的主要手段Friday,March11,20119无源电力滤波器设计方法无源电力滤波器设
5、计方法分为：传统设计方法该设计方法仅对部分指标基于工程经验的近似求解，无法实现优化；该设计方法仅对部分指标基于工程经验的近似求解，无法实现优化；即其LC参数的求取是通过反复计算和比较来实现的参数的求取是通过反复计算和比较来实现的，即其参数的求取是通过反复计算和比较来实现的，以满足分组的无功补偿和谐波标准的要求，很难实现全局优化。功补偿和谐波标准的要求，很难实现全局优化。最小容量优化设计多目标优化设计优化设计方法自适应进化设计遗传算法设计改进的遗传算法设计、、、、、、根据具体应用条件和要求，依某一个或两个指标为目标，根据具体应用条件和要求，依某一个或两个指标为目
6、标，用非线性规划或遗传算法等进行优化设计，这些设计方法能实现一定程度的优化。划或遗传算法等进行优化设计，这些设计方法能实现一定程度的优化。Friday,March11,201110无源电力滤波器设计方法传统设计方法参数选择合理应满足：参数选择合理应满足：技术要求（谐波电压、谐波电流、无功补偿容量）（谐波电压、谐波电流、无功补偿容量）安全要求（电容器的过电压、过电流和容量平衡）（电容器的过电压、过电流和容量平衡）反之，不但不能抑制还可能放大谐波，产生谐振。反之，不但不能抑制还可能放大谐波，产生谐振。设计步骤oooo准备设计的原始数据确定滤波装置的构成滤波装置中各
7、滤波器的初步设计滤波装置的最后确定单调谐滤波器的设计二阶高通滤波器设计常见滤波支路的设计ooFriday,March11,201111单调谐滤波器设计失谐无源电力滤波器设计方法总的等值频率偏差或总失谐度δeq=式中，=式中，∆f=f-fn。∆f1∆L∆C+(+)fn2LC最佳调谐锐度值需要选择最佳的品质因数，以保证滤波器对频率的选择性和滤波器需要选择最佳的品质因数，在频漂及参数漂移下的滤波效果。在频漂及参数漂移下的滤波效果。Z最佳Q值为最佳值为Qopt=fnctg(ϕm/2)cosϕm+1=2δm2δmsinϕm25A20151050-6PBCD-4-20
8、2B一般约在30~60内）（一般约在内
