间谐波环境下并联有源电力滤波器系统设计-北极星输配电网

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间谐波是指频率不等于基波频率(工频)整数倍的分量。随着高压直流输电装置、电弧炉和变频器等电力电子设备的应用，电网中出现大量的间谐波[1,2]。间谐波具有类似谐波的危害，而且会导致电压闪变和冲击性转矩[3]。由于间谐波的频率会随着谐波源设备运行状况而变化，导致其难以准确检测和消除。

有源滤波器( Active Power Filter， APF)已经在解决电网谐波污染问题方面得到广泛应用。在设计 APF 时，应考虑不同的电网环境和负载设备的要求， APF 应该可以在各种复杂电网环境下投入运行，并且运行时不会对电网产生干扰。目前，国内外关于间谐波的研究主要集中在检测方面，对间谐波的抑制方法，主要采用无源滤波器，利用 APF 消除电网中间谐波含量的研究较少，并且现有应用于 APF装置的谐波检测及控制方法并不能有效适用于间谐波环境下[4]。所以，在电网中间谐波含量明显时，研究 APF 针对间谐波和谐波的共同检测及补偿方法具有重要意义。

目前谐波、间谐波的检测主要可以分为两大类：

基于频域和时域检测方法。傅里叶变换是频域检测的经典算法，但由于间谐波的存在，傅里叶变换较难实现同步采样，采用非同步采样时，又存在着频谱泄漏等缺陷。采用加窗插值[5-7]、小波变换[8]、 HHT( Hilbert-Huang transform)变换[9]的办法可以有效减少频谱泄漏等带来的误差，但存在实时性、边缘效应、频率分辨率低等问题。用现代谱估计的方法可以减少采样时间，提高频率分辨率，谱估计方法主要有：自回归( Auto Recursive， AR)谱估计[10]、三线性算法[11]、采用自适应、粒子群优化谱估计算法[12,13]等。

频域检测的方法可以获取谐波电流，但计算量较大，实时性较差。电网中电压、电流存在畸变时，传统功率理论已不适用，而现有时域检测方法主要基于各种非正弦功率理论，对 APF 的适用性强，且算法本身构造简单，应用广泛。常用的基于功率理论时域检测方法，主要有两类：基于瞬时功率定义和基于 Fryze 功率定义的方法。基于传统瞬时无功功率理论( p-q theory)的检测方法无法在三相电压不对称及发生波形畸变时，准确地检测出电网谐波电流;基于 p-q-r 功率理论的检测方法增加了零功率的定义[14]，可以用于三相不平衡系统检测中;通用瞬时功率理论及其改进算法解决了在三相电压不对称及畸变系统中谐波和无功电流检测的问题[15,16]。

FBD 法由 Fryze 提出，经 Buchholz 和 Dpenbrock 完善，通过等效电导概念来分离电流，讨论各电流分量的物理含义，并且相比于传统瞬时功率定义的方法，不需要坐标变换，算法实现相对简单[17,18]; CPT( conservative power theory)定义了在三相不平衡及畸变系统中的瞬时功率[19]，与 pq 功率理论、 FBD功率理论相比， CPT 对不平衡及畸变系统中电流分解的表达更准确[20,21]但对于电网含间谐波的情况需要进一步的研究。

原标题：间谐波环境下并联有源电力滤波器系统设计

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