变压器谐波磁势平衡有源电力滤波技术及其应用

【资源摘要信息】: "一种新型的基于变压器谐波磁势平衡的有源电力滤波方法，通过在变压器二次侧绕组中应用该方法，能够降低有源电力滤波器（APF）开关器件的耐压要求，充分利用低压大电流开关器件的潜力，减少与电网连接的升压变压器成本，并降低直流稳压电容的额定电压。该方法通过将APF装置接入变压器二次侧的抽头中间，使得负载谐波电流磁势与APF产生的谐波电流磁势相互抵消，从而降低网侧电流的谐波含量。文中详细分析了这种方法的数学原理，并对常见的10 kV/380 V Y/△及△/Y变压器进行了滤波仿真，同时通过实验验证了其可行性。研究受到国家自然科学基金的支持。" 文章详细探讨了电力系统中日益严重的谐波污染问题，这主要由电力电子设备的广泛使用导致。谐波污染不仅降低了电能利用效率，还可能引发电气设备损坏和其他系统问题。为解决这一问题，文章提出了一个创新的有源电力滤波器设计策略，即基于变压器谐波磁势平衡的滤波方法。 该方法的核心是将APF安装在变压器的二次侧抽头中间，通过调整APF的工作方式，使其产生的谐波磁势与负载谐波电流磁势在变压器内部互相抵消。这样一来，可以显著减少流经电网的谐波电流，从而减小谐波对电力系统的影响。这种方法的优势在于减少了APF开关器件的耐压需求，因为它们不再需要承受高电压，而且可以使用低压大电流的开关元件，降低成本。同时，由于APF不需要与电网通过升压变压器连接，进一步节省了成本。此外，通过这种方式，直流稳压电容的额定电压也能得到降低，整体提高了系统的经济性和可靠性。 为了证明该方法的有效性，研究人员对常见的10 kV/380 V Y/△和△/Y类型的变压器进行了负载谐波电流滤波的仿真，并进行了实验验证。这些仿真和实验结果支持了该方法在实际应用中的可行性，为谐波治理提供了一种新的解决方案。 这种新型的基于变压器谐波磁势平衡的有源电力滤波方法，为谐波治理提供了新的思路，它不仅可以降低谐波对电力系统的影响，还能优化APF的硬件配置，提高系统的经济效益。这对于现代电力系统来说，具有重要的理论和实践意义。