30、无源电力滤波器优化设计与鲁棒图像水印方案

无源电力滤波器优化设计与鲁棒图像水印方案

无源电力滤波器优化设计

在电力系统中，谐波问题一直是影响电能质量的重要因素。无源电力滤波器（PPF）作为一种有效的谐波抑制装置，其设计的合理性直接关系到谐波抑制效果和设备成本。

含谐波源系统分析

采用三相全波可控整流器作为谐波源，由于相控整流桥是常见的谐波电流源，其电压谐波畸变较小。在未使用PPF的系统中，电流谐波包含5次、7次、11次、13次、17次、19次等谐波，且20次以上的谐波可忽略不计。此时，5次、7次、11次、13次谐波含量较大，电流和电压的总谐波畸变率分别为27.47%和4.26%。

为了抑制这些谐波，PPF由针对5次、7次、11次、13次谐波的四个单调谐滤波器和一个截止频率接近17次谐波的高通滤波器组成。各滤波器的等效谐波阻抗如下：
- (Z_{5}=R_{5}+j(n\omega L_{5}-\frac{1}{n\omega C_{5}}))
- (Z_{7}=R_{7}+j(n\omega L_{7}-\frac{1}{n\omega C_{7}}))
- (Z_{11}=R_{11}+j(n\omega L_{11}-\frac{1}{n\omega C_{11}}))
- (Z_{13}=R_{13}+j(n\omega L_{13}-\frac{1}{n\omega C_{13}}))
- (Z_{h}=R_{h}+j(n\omega L_{h}-\frac{1}{n\omega C_{h}}))

系统的总阻抗由上述谐波阻抗得出，关于电流总谐波畸变率的优化目标为：
(THD_{i}=\min100\%\time