摘　　要
理想的电力系统要求以频率和幅值稳定的正弦电压进行供电。对于三相交流电力系统，各相电压和电流应处于幅值大小相等、相位互差 的正序对称状态。但是，由于电力系统元件运行的非理想线性或非完全对称、负载的性质各异且随机变化、调控手段的不完善以及错误操作、外来干扰和各种故障的存在，供电网中的电流（电压）发生畸变，产生大量谐波。这些谐波对电网造成污染，给用电设备带来危害，引起设备过热、产生振动和噪声，并使绝缘老化，严重时还会损坏设备。谐波污染己成为供电系统不容忽视的问题，正在引起人们的关注。
抑制谐波的方法主要有无源滤波技术和有源电力滤波器技术。有源电力滤波技术与无源滤波技术相比，具有受电网阻抗影响小、能够动态补偿等优点，在治理谐波污染方面发挥重要作用。有关有源电力滤波器的研究主要集中在主电路结构形式（串联、并联和串并联）、谐波电流检测方法和补偿电流的控制方法等方面。本论文重点研究了基于 谐波电流补偿方法的滤波器的设计。有源电力滤波器对谐波的补偿控制主要有数字补偿控制和模拟补偿控制两种。数字补偿控制的优点是可以对电网谐波的补偿达到很精确的程度，不容易受运行环境改变的影响，但是要求运算速度很高的实时数字信号处理芯片，因此造价较高；模拟补偿控制对硬件的要求比较严格。滤波器的设计无论对于有源电力滤波器数字实现还是模拟实现都是至关重要的一环。
本论文以三相三线制电网为研究对象，以数字信号处理滤波器设计理论为基础，使用MATLAB仿真软件进行了有源电力滤波器的实时动态仿真，仿真结果表明了谐波电量检测方法和补偿控制方案的正确性。
关键词：有源电力滤波器， 法，滤波器设计，MTALAB仿真

ABSTRACT
The ideal power system needs to be supplied with sine voltage whose frequency and amplitude are both stable. To three-phase AC power system, the currents and voltages must be equal of amplitude and the phase-shift between each other should be of positive order. Because of the elements which run under no ideal linearity and un entire symmetry in the power system, the loads which are different and change randomly, the methods which adjust and control the system faultily and operate improperly, the disturbance and the malfunction which happen somewhere, the current and voltage in the supply system are distorted seriously and thus large amount of harmonics are produced. Those harmonics pollute the supply system, harm devices which may be over-hot, noisy, vibrant and that may be destroyed in the worst instance. The harmonics compensation has become today’s hot topic in Power Engineering.
Passive filter and active power filter （APF） are the two primary approaches for eliminating harmonics. Comparing with passive filter, APF has many advantages, which is insensitive to system impedance and can be used to compensate harmonics. APF plays an important role in eliminating harmonic. Most researches on APF are focused on main circuit configurations （series-type, shunt-type, and compound-type）, harmonic current detection approaches and control strategies to compensate current, etc. This paper mainly deals with the design of APF based on   harmonic current compensating approaches.
The dissertation, researching on three-phase-three-line power-network, has done the real-time dynamic simulation of APF using the software of MATLAB, and the result shows that the method of harmonics detecting and the scheme of current controlling are both practical and effective.
Key words: active power filter, design for filter, MTALAB simulation

目　　录
第1章 绪　论 1
1．1 引言 1
1．2 谐波的危害 1
1．3 谐波的抑制方法 3
1．4 有源电力滤波器的电流检测和控制方法 4
1．4．1 谐波电流的检测方法 4
1．4．2 补偿电流的控制方法 6
1．5 本文的主要工作 7
第2章 谐波理论与有源电力滤波器原理 9
2．1 引言 9
2．2 谐波定义和谐波电流限制 9
2．2．1 谐波的定义 9
2．2．2 谐波的电流限制 10
2．3 有源电力滤波器的分类 12
2．4 有源电力滤波器的基本原理 13
2．5 有源电力滤波器的主电路 14
2．5．1 并联型三相有源电力滤波器的系统构成 14
2．5．2 有源电力滤波器主电路的参数设计 15
2．6 有源电力滤波器的特性 16
2．7 本章小结 17
第3章 基于瞬时无功功率理论的电流检测方法 18
3．1 引言 18
3．2 瞬时无功功率理论 18
3．2．1 三相瞬时无功功率理论 18
3．2．2 瞬时无功功率理论与传统理论的关系 20
3．3 基干瞬时无功功率理论的电流检测方法 21
3．4 三相四线制电路中的电流检测 24
3．5 本章小结 26
第4章 有源电力滤波器的电流控制方法 27
4．1 引言 27
4．2 三角波脉宽调制电流控制方法 27
4．2．1 传统的三角波脉宽调制电流控制方法 27
4．2．2 改进的三角波脉宽调制电流控制方法 28
4．3 主电路直流侧电容电压的控制 30
4．4 小结 31
第5章 有源电力滤波器的仿真研究 32
5．1 引言 32
5．2 仿真系统实施方案 32
5．2．1 仿真软件  32
5．2．2 指令电流运算环节仿真模型 33
5．2．3 控制系统环节仿真模型 36
5．2．3 主电路环节仿真模型 38
5．2．4 有源电力滤波器系统仿真模型 39
5．3 数字低通滤波器的设计 40
5．3．1低通滤波器类型的选择 40
5．3．2 采样频率的选择 40
5．3．3 滤波器阶数和截止频率的选取 41
5．4 有源电力滤波器系统仿真 42
5．4．1 主电路参数选取 42
5．4．2 仿真结果 44
5．5 数字低通滤波器截止频率对指令电流精度的影响 46
5．6 本章小结 49
结　　论 50
参考文献 51
致　　谢 53

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