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1、第30卷第4期电力电容器与无功补偿Vo.l30No.42009年8月PowerCapacitor&ReactivePowerCompensationAug.2009基于MATLAB的无源电力滤波器设计与仿真刘云建,鲁宝春(辽宁工业大学信息科学与工程学院,辽宁锦州121001)摘要:介绍了用Matlab软件设计无源电力滤波器的方法。针对Matlab的程序语言简单、仿真方便等特点并结合无源电力滤波器的具体设计实例,探讨了如何运用Matlab软件的科学计算功能、仿真功能对滤波器参数优化设计,提供了一种简单的、高效的设计无源电力滤
2、波器新的方法。关键词:Matlab软件;无源电力滤波器;谐波;电路仿真+中图分类号:TN7131文献标识码:A文章编号:167421757(2009)0420032205SimulationandDesignofPassivePowerFilterBasedonMatlabLIUYun2jian,LUBao2chun(LiaoningUniversityofTechnology,Jinzhou121001,China)Abstract:Thispaperintroducesthedesignmethodofpassivep
3、owerfilterbasedonMatlab.Accord2ingtothefeatureofthesimpleprogramminglanguageandconvenientsimulationonMatlab,combi2ningwiththespecificexampleofdesignofpassivepowerfilter,thepaperdiscusseshowtooptimizethedesignparameteroffilterbyusingscientificcalculationandsimulati
4、ononMatlab.Thus,anewsimpleandhighlyeffectivemethodonthedesignofpassivepowerfilterissupplied.Keywords:Matlabsoftware;Passivepowerfilter;Harmonic;Circuitsimulation0引言中的谐波,交流滤波器的简化模型如图1所示。在电力系统中,由于大量谐波的产生,不仅对接入该电网的用电设备造成损害,甚至会造成故障,因此,很多地方采用既经济又可靠的无源滤波器来改善电网质量。本文利用MAT
5、LAB中数学工具和Smulink中SimPowerSystems电力仿真模块对滤波器进行设计、仿真分析。MATLAB是一种广泛应用于科学计算、工程设计和仿真的通用数学工具软件。MATLAB中电图1谐波源负载模型力系统模块库是建立在Smulink标准模块和M语图中:In)用电设备产生的n次谐波电流(电流源);In1、言基础上的一个附加模型库,他提供了电力系统In2、InL)流入滤波器1、滤波器2、系统的电流;R1、XL1、XC1)滤波仿真分析专用的各种线性与非线性元件和模块,器1的电阻、感抗、容抗;R2、XL2、XC2)滤波
6、器2的电阻、感抗、容抗;XL)系统的等效阻抗。用户可以在库中找到几乎所有常用的电力器件和滤波器1的阻抗、导纳:模型,给使用带来极大的方便,是电力系统有关Z1=R1+jnX0L1+1/(jnX0C1)、Y1=1/Z1问题的仿真分析和辅助设计的理想工具。式中,X0)基波角频率,n)谐波次数;1电路原理当Z1的虚部为0时,此时阻抗最小,也就是电力系统中广泛采用交流滤波器来吸收电网导纳最大,产生串联谐振,滤波器工作在最为理想*收稿日期:2008207221状态。#32#第30卷第4期电力电容器与无功补偿Vo.l30No.42009
7、年8月PowerCapacitor&ReactivePowerCompensationAug.2009滤波器2的阻抗、导纳:高,电容补偿装置投入后引起的电压升高,确定电Z2=R2+jnX0L2+1/(jnX0C2)、Y2=1/Z2容器的额定电压UCN。2[1]系统阻抗、导纳:n2USm+THDU@Q@US1ZL=XLYL=1/XL(n-1)UCN=1.1流入系统中的电流:式中UCN)电容器的额定电压(选取电容器额InL=(In@YL)/(YL+Y2+Y1)(1)定电压时应该稍微大于此电压);由式(1)可知,流入系统中的谐波
8、电流由各USm)允许电网运行的最高电压;个滤波器的导纳和系统导纳决定,又系统的导纳US1)母线电压有效值;变化不大,故流入系统中的谐波电流由滤波器的THDU)设计目标第n次谐波电压畸变率;导纳决定,因此,优选滤波器参数,对提高电网质Q)品质因数,一般取30~60。量至关重要。计算基波补偿容量QCN:2用
