隨著電力電子裝置在電力系統(tǒng)中的廣泛應用，電網(wǎng)中的諧波污染也日益嚴重。傳統(tǒng)的電力電子技術的應用，特別是各種使用傳統(tǒng)相控整流技術的大容量非線性負荷在運行過程中所產生的高諧波和低功率因數(shù)運行狀態(tài)嚴重危害電力系統(tǒng)的安全和電網(wǎng)用戶的利益。

一方面，諧波使電能在生產、傳輸和利用的效率低，在電網(wǎng)中造成附加損耗，還有可能使電氣設備過熱，甚至引起電力系統(tǒng)局部并聯(lián)諧振或串聯(lián)諧振，使電容器等設備燒毀。另一方面，大多數(shù)電力電子裝置功率因數(shù)很低，給電網(wǎng)造成額外負擔，影響供電質量。所以諧波抑制和提高功率因數(shù)受到越來越多人的關注。

為了減小諧波的影響，有效解決諧波的污染問題，提出了很多有源電力濾波器的方案。有源電力濾波器系統(tǒng)由兩大部分組成，即指令電流運算電路和補償電流發(fā)生電路。其中，指令電流運算電路的核心是檢測出補償對象電流中的諧波和無功等電流分量，是有源電力濾波器的關鍵部分。

長久以來，諧波檢測方法大多是基于傅里葉變換及其改進算法，它可以精確定出平穩(wěn)波形中各次諧波的幅值和相位，但是不能給出時間局部信息，因此只適用于穩(wěn)態(tài)信號的分析處理。但是由于要補償?shù)碾妷?、電流信號可能包含了大量的噪音和標志系統(tǒng)運行狀況的突變信號、各種穩(wěn)態(tài)和非穩(wěn)態(tài)的諧波分量，需要對其進行合理分析，那么傅里葉變換就存在一定的局限性。

從應用角度上講，小波變換是一種新的時頻分析工具，由于它有良好的頻域帶通特性，又對突變的信號比較敏感，可以準確確定發(fā)生突變的時刻，濾除干擾信號，但它無法準確、方便的分辨出各次諧波，而且對于不同的小波基的選擇得到的結果亦不同，這是它的缺點。而本文就結合了小波變換和傅里葉變換兩者的優(yōu)點，用這種小波-傅里葉諧波檢測方法，能很好的適用于各類諧波信號，將它應用于并聯(lián)型有源電力濾波器，并用MATLAB軟件進行了建模與仿真。

圖1有源電力濾波器系統(tǒng)構成

圖7 仿真結構框圖

圖8 補償之前之后三相電流對比

有源電力濾波器的工作原理

圖1是有源電力濾波器系統(tǒng)構成原理圖。有源電力濾波器（APF）由三部分組成：電流檢測電路，控制電路和補償電流發(fā)生電路（即主電路）。電流檢測電路的作用是檢測出需要補償?shù)姆蔷€性負載電流中的諧波和無功分量（根據(jù)不同的需要，有的只需要消除電網(wǎng)中的諧波電流，有的要同時補償無功電流），并產生相應的參考指令電流。

然后控制電路根據(jù)檢測電路輸出的參考指令電流產生相應的脈沖控制信號，控制補償電流發(fā)生電路產生幅值相等、相位相反的諧波分量，并注入到電網(wǎng)中，達到實時補償諧波、改善電網(wǎng)質量的目的。這種濾波器能對頻率和幅值都變化的諧波進行跟蹤補償，且補償特性不受電網(wǎng)阻抗的影響，因而受到廣泛的重視。

結論

基于傅里葉-小波的諧波檢測方法，既利用了小波變換能有效地提取突變信息的優(yōu)點，又結合了傅里葉變換的對穩(wěn)態(tài)信號強大的分析處理能力，有效的檢測分離了電力系統(tǒng)中的諧波分量，從而使并聯(lián)型有源電力濾波器能很好的發(fā)揮其作用，諧波電流總畸變率從補償前的24.54%，減少到2.24%，提高了電能的質量。

（編自《電氣技術》，原文標題為“基于傅里葉-小波檢測的并聯(lián)型有源電力濾波器”。）