科学技术的发展引导电子器件的大部分使用，电子元件的广泛应用将导致更多谐波污染事故的发生，谐波的危害，其不仅仅局限于给经济带来的损失，严重时会给人身带来安全隐患，因此谐波的控制变得刻不容缓.在目前所有的控制谐波方案中，其效果各不相同，综合下来可分为三类，其一，主动去控制谐波，即通过对设备进行改造，使产生谐波的谐波源可以控制一定范围内的谐波，但是这种控制方式客观上很难实现，而且要求技术比较高，不易实现.其二，受端治理法，由于系统中谐波的产生难以避免，采取一定的措施来增加抗干扰的能力即从设备本身或系统本身出发，提高它们的电磁兼容性能进而增加其抗干扰的能力.其三，被动控制策略，其主要的控制器包括有源电力滤波器和无源滤波器以及混合滤波器，但无源滤波器结构比较简单，只能控制简单的谐波，对一些成分复杂的谐波不能很好的控制，而混合滤波器要求比较苛刻，目前用得还不太多，相反有源电力滤波器能够对谐波进行动态的控制，而且其控制所受的因素比较少，能够改善无源滤波器中的很多缺点，因此越来越受到谐波研究者的重视，目前被动治理谐波法是有效治理谐波的手段 [1].

1 基于有源电力滤波器的研究

1.1 有源电力滤波器的基本原理

  

图1 APF基本系统的组成

图1为有源电力滤波器的原理图，该图主要由四个模块组成，其中最主要的两个模块是检测模块和控制模块，该原理图中产生谐波的为含有电力电子器件的非线性负载，谐波检测电路主要是用来检测电网系统中负载电流的谐波，从而得到需要补偿的指令电流信号，然后通过控制和驱动模块使得主电路产生一个电流信号，该信号被成为实际的补偿电流信号.主电路采用的是PWM变流器，在进行输出时变流器处于逆变状态，进行直流侧储能时处于整流工作状态.理论上需要补偿的电流信号和实际补偿的电流信号是大小一样，方向相反的，最终实现谐波的检测和控制，使得电网中的波形接近于正弦波[2].

把思想政治理论课教师队伍建设纳入学校教育事业发展和人才队伍建设的总体规划，加强领导，统筹安排。加强思想政治理论课教师队伍的培训工作，不断提高理论水平。组织开展思想政治理论课“精彩课堂”活动，定期组织教学观摩活动，推广先进教学方法，促进优质教学资源建设和共享，提高团队教学科研水平。积极创造条件，组织教师开展社会实践、学习考察和学术交流，使教师进一步了解国情、世情、党情，开阔视野，丰富教学素材。

1.2 基于瞬时无功的谐波检测

该理论对瞬时无功功率、瞬时有功功率等概念给出了明确的定义，建立在以该理论为基础上的检测方法解决了谐波和无功功率瞬时检测的问题，突破了传统理念，极大地促进了APF的发展，目前在实际生活中使用较为普遍，在很多方面都有一定的运用[3].

图2所示为α-β坐标系中电压、电流矢量.该理论是将三相电路的各相电压和电流的瞬时值ea、eb、ec和ia、ib、ic变换到α、β两相正交的坐标系上进行研究.

 

(1)

 

(2)

在图5中，

  

图2 α-β坐标系中电压、电流矢量

定义三相电路瞬时有功功率p、瞬时无功功率q，由图2中坐标系矢量图得到：

p=eαiα+eβiβ

(3)

q=eβiα-eαiβ

(4)

如果公益性的劳务派遣制度能够切实执行上述功能，那么其最显著的效果将是保护农民免受损失，使其不至于返贫，从长远看，也有利于移民的非农就业正常化。

 

(5)

其中：

化疗所致恶心呕吐 （chemotherapy induced nausea and vomiting，CINV）是肿瘤患者化疗过程中最常见的不良反应之一[1]。恶心呕吐会降低患者对治疗的依从性，并可能造成患者营养缺乏、脱水和电解质紊乱[2]等情形。因此，在化疗期间合理应用防治CINV药物能帮助患者顺利完成化疗并改善生活质量。若应用不当如药物遴选不合理、用法用量不合理、疗程不规范等[3]，不仅影响化疗效果，还会增加不良反应发生率和患者经济负担。本研究通过参考国内外的相关指南，评价妇科化疗患者应用防治CINV药物的合理性，将存在问题反馈给临床医师，提高其规范用药的意识，促进临床合理用药。

1.3 从三相静止系到两相静止系的变换

根据iaf，ibf，icf与ip，iq的关系，由ip，iq即可计算出：

  

图3 变换空间矢量图

弥散度室内测定值不适用于大范围的研究区污染物弥散数值模拟[9]，因此，纵向弥散度应参考前人在该场地得出的研究成果[10]，根据研究区附近试验资料，计算纵向弥散度与观测尺度的统计关系，并按照偏保守评价原则取值，纵向弥散度取值48.375 m，横向弥散度为纵向弥散度的10%。查阅已有的研究区研究成果资料，确定研究区岩体平均孔隙度为0.30。

 

(6)

式中C32为进行坐标变换的系数，根据能量守恒可以得出变换前后系统的总功率不变，通过计算得出匝数比

在进行α-β坐标系变换到a-b-c坐标系时，必须保证三相电流在不存在中线或者零序电流的情况下三相电流矢量和为零，即ia+ib+ic=0,得出：

假设三相交流不产生畸变，其波形就是正弦波，那么相应的磁动势波形也就是按照正弦分布的，在总磁动势相等的情况下，两绕组瞬时磁动势在α、β轴上的投影也一定是相等的，就可以得到

 

(7)

1.4 两相旋转坐标变换与两相静止坐标变换

α-β为静止坐标系，d-q-0为旋转坐标系，当d-q-0坐标系下的旋转角度为零，也就是旋转角速度为零即θ=ωt=0(ω=0)时，旋转坐标系就和静止坐标系实现了对等变换.图4 表示为 α、β和d-p坐标系空间矢量，为了在两坐标系下获得相同的合成磁动势，匝数相同的情况下可以用iN来表示FN.

将式(4)写成矩阵的形式：

在中国，严复最早在《天演论》中“译例言”讲到了译事三难：信、达、雅。虽然简短三字，但却道出了翻译的要求与原则。之后各种翻译思想，如信、达、切，形似，神似等均是对其延伸与发展。

  

图4 α、β和d-p坐标系空间矢量

如图4可知，由于旋转坐标系是以转速ω1旋转的，因此坐标轴下的矢量is也是旋转的，d、q轴上的直流分量id、iq的大小是固定的，可以用来表示d、q绕组的直流磁动势，静止坐标系与旋转坐标系的夹角φ的大小是变化的，因此is投影到α、β轴上分量的大小跟随角度的变化而变化.由此得出：

 

(8)

ip-iq谐波电流检测方法原理如下，图5 为ip-iq运算方法原理图.图5所示，PLL(Phase Lock Loop)也叫锁相环，在该系统中是用来获得同步角速度的.在实际应用中，需要用到与a相电网电压中ea的基波电流中正序分量同相位的正弦信号sin(ωt)和对应的余弦信号cos(ωt).三相电流ia、ib、ic通过相应的变换可以得到ip-iq，使用低通滤波器LPF对ip、iq滤除高次谐波可以得到ip、iq的直流分量和通过分析得出直流分量和是由电流基波iaf、ibf、icf产生的，因此ip、iq经过反变换就可以得到基波iaf、ibf、icf，然后用三相电流减去反变换后获得的基波电流后，就可以分离出谐波电流iah、ibh、ich.

 

(9)

1.5 ip-iq运算方式

以三相瞬时无功功率理论为基础的谐波检测方法有：p- q法、ip-iq法.由于p- q法在谐波检测过程中如果电流发生畸变，会受到一定的影响，准确性有所下降，因此详细介绍ip-iq法[4].

土壤因子 植物生长在土壤之上，因此，不同的土壤理化性质、土壤肥力等都会对生长在上面的植物产生不同的作用，所以，不同的土壤类型都有其相应的植被类型。

当存在零序电流时，i0=i0，可得到α-β系变换到d-q-0系的变换式：

  

图5 ip-iq运算方法原理图

式中：

物流对企业价值创造所产生的积极作用大致包括两个方面，其一为：企业可通过改善物流成本管理的方式来使企业其他经营活动得到协调与支持，从根本上增加企业的组织效率和运营效率；其二为：在新流程建立的实际过程中尽可能对流程进行合理设计，如在其中导入新的物流管理软件系统，在对流程进行设计时更好的进行规划等等，在对这些物流系统进行使用的实际过程中需认真分析企业成本、收益及费用，只有这样才能取得顾客满意、企业成本降低的双赢效果。

通过上述原理图计算ip，iq可得：

 

(10)

磁动势是通过绕组的有效匝数乘以电流的相关计算得到的，如图3所示三相绕组匝数和两相绕组匝数，由于匝数是标量值，所以其空间矢量与绕组电流应是同相的，位于相同的坐标轴上，电流大小随时间进行周期变化，绕组匝数为固定值，交流磁动势也就跟随电流大小的变化而变化，图3中显示的空间矢量只用来表示方向，大小不是固定的.

 

(11)

进一步计算出谐波电流：

(12)

1.6 d-q检测法

本研究采用的是基于d-q坐标下的瞬时无功功率的谐波电流检测法.图6表示为基于 d-q谐波电流检测法原理图.

  

图6 d-q谐波电流检测法

如图6所示，三相电流ia、ib、ic经过 d-q 变换后得id和iq，然后使用低通滤波器LPF对id和iq滤除高次谐波可以得到id和iq的直流分量，针对其直流分量再经过d-q的反变换可以得到其基波电流信号，然后使用三相电流减去反变换后获得的基波电流后，就可以分离出谐波电流iah、ibh、ich，进而可以进行谐波电流的检测.

1.7 滞环电流控制

该方法截止到目前是应用最多的谐波电流控制策略，图7为其原理图.图中通过比较器进而比较指令信号和补偿电流信号，会出现一个差值，该差值输入到滞环比较器中，比较器设定一个值，当差值突破该设定值就会有所动作，否则不会动作，该比较器动作后会控制产生PWM信号，进而控制主电路中桥臂的驱动，进而最终实现电流的补偿[5].

  

图7 滞环电流控制原理图

2 仿真结果分析

2.1 基于有源电力滤波器的仿真模型建立

本研究使用simulink对采用二阶butterworth低通滤波器作为LPF的d-q谐波检测方法进行了相应的建模仿真，加入了阶跃信号，在0.3 s时开关闭合负载发生变化，电流波形也相应有所改变，图8 表示谐波电流检测仿真模型，图9表示为滞环电流控制模型图，通过检测出来的谐波电流进行谐波的治理，图10 表示为并联型APF系统仿真结构图，通过该仿真图的建立最终可以实现谐波电流的抑制和消除.

无刷电机的齿槽转矩是电枢铁芯的齿槽与转子永磁体相互作用而产生的磁阻转矩。由于齿槽转矩的存在会增大电机最初的启动转矩，这对一般的电机问题不大，但对于功率不到10 W的小电机来说影响就很大了。

  

图8 谐波电流检测仿真模型

  

图9 滞环电流控制模型图

  

图10 并联型APF系统仿真结构图

2.2 仿真结果分析

由图11可知，直流侧电压波动较小，电压值相对稳定且系统的跟踪效果相对较快，大约0.1 s系统就能实现控制.负载电流波形如图12所示，阶跃信号在0.3 s后使负载发生相应变化.

  

图11 直流侧电压波形图 图12 负载电流波形图

图13为补偿过后的单相电路电流，0.3 s时负载发生变化.图14给出了补偿电流的变化波形，可知系统稳定后，补偿电流与基波电流一样具有周期性.

  

图13 补偿过后的电流波形图 图14 所需补偿信号波形图

3 结论

通过对APF进行的系统研究得出，在谐波检测方面，采用瞬时无功功率进行谐波检测，在进行谐波治理方面，选择滞环电流控制进行控制，最后通过Matlab/Simulink建模仿真，通过实验结果验证算法和控制策略的可行性.

参考文献：

[1]田飞燕.并联型有源电力滤波器的研究[D]．太原：太原理工大学，2017．

[2]胡益成.三相三线并联型有源电力滤波器的研究[D]．陕西：陕西科技大学，2017．

[3]朱陶，李坤建.并联型有源电力滤波器控制系统研究与设计[D]．大连：大连理工大学，2016．

[4]Sachin K. Jain, S.N. Singh. Harmonics estimation in emerging power system: key issues and challenges[J]. Electric Power Systems Research, 2011, 81(9): 1754-1766.

[5]何娜.电力系统谐波检测及有源抑制技术的研究[D]．哈尔滨：哈尔滨工业大学，2008．