畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）電力系統(tǒng)的諧波

1、中 文 摘 要i摘 要近年來，隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展，電網(wǎng)中具有非線性、沖擊性和不平衡用電特性的負(fù)荷不斷增加，產(chǎn)生大量諧波。電網(wǎng)中的諧波污染日益嚴(yán)重，影響到供電質(zhì)量和用戶使用的安全性，因此電網(wǎng)諧波污染的治理越來越受到關(guān)注。本文首先針對諧波問題，敘述了諧波產(chǎn)生原因、危害等，并介紹了諧波抑制方法。其中，有源電力濾波器是抑制電網(wǎng)諧波的有效手段之一，這種濾波器能對頻率和幅度都變化的諧波進(jìn)行跟蹤補(bǔ)償，且補(bǔ)償特性不受電網(wǎng)阻抗的影響，因而受到了廣泛重視。其次，對有源電力濾波器的基本原理、分類和基本組成進(jìn)行了闡述。本文重點(diǎn)研究了諧波電流的檢測方法。本文對平均功率理論和瞬時功率理論進(jìn)行了分析、比較，指出了它們適

2、用的范圍及優(yōu)缺點(diǎn)。詳細(xì)介紹了瞬時基于無功功率理論的幾種諧波和無功電流檢測方法：p-q 檢測法、檢測法和 dq0 檢測法，并分析了它們的檢測原理、qpii -特點(diǎn)及使用局限性。本文建立 matlab/simulink 的仿真模型，著重對基于瞬時無功功率理論的幾種諧波電流檢測方法：p-q 檢測法、檢測法分別進(jìn)行仿真，并對比仿qpii -真結(jié)果，得出較好的諧波或無功電流檢測方案。針對不同的負(fù)載和負(fù)載突變情況進(jìn)行了仿真，得出不同方法的使用條件和最優(yōu)結(jié)果。關(guān)鍵詞：有源電力濾波器，瞬時無功功率，電流檢測，仿真arstractiiabstract in recent years, with the deve

3、lopment of power grids, converters are to be a wide range of development and application. though its large-scale transformation of the energy and transport play a significant role, it also brought pollution to the power grid, resulting in a harmonic. these harmonics to the electrical equipment hazar

4、ds. for harmonic suppression and reactive power, power system applications of the filter. however, the shortcomings of passive power filter, active power filter has been a rapid development.harmonic suppression method of filtering technology are mainly passive and active power filter technology. act

5、ive power filter technology and passive power filter technology, with little effect by the grid impedance, dynamic compensation to the advantages of harmonic pollution in governance has played a leading role. active power filter of the study focused on the main circuit structure of the form (in seri

6、es, parallel and series-parallel), harmonic current detection method and the compensation current control methods. this article focuses on the harmonic current detection method.this paper analyzes the emergence of power system harmonics and hazards, of power theory and the theory of instantaneous po

7、wer analysis, comparison, pointing out that their scope and the advantages and disadvantages. detailed information on the instantaneous reactive power theory based on the number of harmonics and reactive current detecting method, p-q detection method, detection method and qpii dq0 detection and anal

8、ysis of their detection principle, characteristics and use limitation.matlab / simulink simulation model, focusing on instantaneous reactive power based on the theory of harmonic current detection method of p-q detection method and detection method simulations, were carried out and compared the qpii

9、 -experimental results, obtaining better harmonics or reactive current detection program. arstractiiifor different mutation load and load simulation experiments, the use of different methods to arrive at the conditions and optimal results.keywords: active power filter , instantaneous reactive power

10、, current detection , simulation目 錄iv目 錄摘 要 .iabstract .ii第一章 緒論 .11.1 諧波的發(fā)展及現(xiàn)狀.11.2 電力系統(tǒng)諧波的產(chǎn)生原因及其危害.21.2.1 諧波產(chǎn)生原因.21.2.2 電力系統(tǒng)諧波的危害及對電能計(jì)量的影響.3第二章 諧波及有源電力濾波器 的基本概念及原理 .42.1 電力系統(tǒng)有關(guān)諧波的基本概念及含義.42.1.1 諧波的定義.52.1.2 諧波分析中的常用概念.52.2 有源電力濾波器技術(shù)的提出.62.2.1 無源電力濾波器.62.2.2 有源電力濾波器.72.3 有源電力濾波器的組成、原理和發(fā)展趨勢.72.3.1 有

11、源電力濾波器的基本結(jié)構(gòu)和工作原理.72.3.2 有源電力濾波器的分類.82.3.3 有源電力濾波器的發(fā)展趨勢.92.4 有源電力濾波器的諧波電流檢測技術(shù)及其發(fā)展.10第三章 無功功率理論 .123.1 平均功率理論.123.2坐標(biāo)系下瞬時無功理論.1303.3 0dq坐標(biāo)系下瞬時無功理論.183.4 無功功率理論的對比研究.21目 錄v3.4.1 平均功率理論.213.4.2 瞬時功率理論.21第四章 基于瞬時無功理論的諧波電流檢測法.234.1 三相三線制電路.234.1.1檢測法.23qp -4.1.2 ip-iq 檢測法.244.2 三相四線制電路.254.2.1檢測法.25qp -4.

12、2.2 ip-iq檢測法.254.2.30dq檢測法.254.3 對比研究.264.3.1 電網(wǎng)電壓對稱時.264.3.2 電網(wǎng)電壓不對稱時.264.4 本章小結(jié).27第五章 低通濾波器設(shè)計(jì) .285.1 檢測電路中低通濾波器.285.2 低通濾波器設(shè)計(jì)和分析.285.3 低通濾波器的選擇.29第六章 基于瞬時無功理論的檢測系統(tǒng)仿真 .316.1 matlab/simulink仿真軟件簡介.316.2 p-q檢測法的仿真.316.3 ip-iq檢測法的仿真.366.4 ip-iq檢測法電源突變的仿真.406.5 負(fù)載改變的仿真.436.6 小結(jié).44目 錄vi總 結(jié).45參考文獻(xiàn) .46致 謝

13、.48附 錄.49第一章 緒論1第一章 緒論 1.1 諧波的發(fā)展及現(xiàn)狀“諧波”一詞起源于聲學(xué)。有關(guān)諧波的數(shù)學(xué)分析在 18 世紀(jì)和 19 世紀(jì)已奠定了良好的基礎(chǔ)。傅里葉等人提出的諧波分析方法至今仍在廣泛采用。電力系統(tǒng)的諧波問題早在 20 世紀(jì) 20 年代和 30 年代就引起了人們的關(guān)注。當(dāng)時在德國，由于使用靜態(tài)汞弧而造成了電壓、電流波形的畸變。1945 年j.c.read 發(fā)表的有關(guān)變流器諧波的論文是早期關(guān)于諧波研究的經(jīng)典論文。到了 50 年代和 60 年代 e.w.kimbark 在其著作中對此進(jìn)行了總結(jié)。70 年代以來由于電力電子技術(shù)的飛速發(fā)展，各種電力電子裝置在電力系統(tǒng)、工業(yè)、交通及家庭的

14、應(yīng)有日益廣泛，諧波所造成的危害也日趨嚴(yán)重。世界各國都對諧波問題給予充分關(guān)注，定期召開有關(guān)諧波問題的學(xué)術(shù)討論會。國際電工委員會（iec）和國際大電網(wǎng)會議都相繼組成了專門的工作組，制定包括供電系統(tǒng)、各項(xiàng)電力設(shè)備和用電設(shè)備以及家用電器在內(nèi)的諧波標(biāo)準(zhǔn)。近年來，配電網(wǎng)中整流器、變頻調(diào)速裝置、電弧爐、電氣化鐵路以及各種電力電子設(shè)備的應(yīng)用不斷增加。這些非線性、沖擊性和不平衡性的用電特性，對供電質(zhì)量造成嚴(yán)重的污染。另一方面，現(xiàn)代工業(yè)、商業(yè)以及居民用戶的用電設(shè)備對電能質(zhì)量的要求更加敏感，對供電質(zhì)量提出了更高的要求。隨著信息產(chǎn)業(yè)、高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的飛速發(fā)展以及傳統(tǒng)行業(yè)采用計(jì)算機(jī)管理及先進(jìn)控制技術(shù)的應(yīng)用，現(xiàn)代數(shù)字信息對

15、供電可靠性及個性化電能質(zhì)量需求有了更高的要求。這意味著信息社會不僅依賴于電力供應(yīng)，而且更需要新的特殊的電力供應(yīng)。美國電力研究院(epri)的 narain g.hingorani 博士于 1988 年首先提出了“custom power”的新概念及其質(zhì)量分成三個等級。這實(shí)質(zhì)上就是計(jì)算機(jī)技術(shù)、現(xiàn)代控制理論和電力電子技術(shù)應(yīng)用于配電系統(tǒng)，構(gòu)成能夠提供優(yōu)質(zhì)電力和其他不同質(zhì)量的電力的配電系統(tǒng)以適應(yīng)不同電力用戶的不同要求。這是新一代柔性配電系統(tǒng)第一章 緒論2的發(fā)展方向。柔性配電新技術(shù)將為在電力市場條件下的電力用戶提供純凈、穩(wěn)定、可靠的綠色電源；同時，也提高了電能的傳輸效率，給供電部門帶來了可觀的經(jīng)濟(jì)效益。

16、僅依靠過去的無源濾波技術(shù)治理諧波已不能滿足要求，研究和開發(fā)適應(yīng)這一要求的新技術(shù)已成為近年來電力系統(tǒng)領(lǐng)域中的熱點(diǎn)。用戶電力（custom power）新技術(shù)主要利用 gto、igbt 等大功率電力電子器件組成的控制設(shè)備向用戶提供增值的、高可靠的、高質(zhì)量的電能，提高系統(tǒng)的供電可靠性（減少斷電次數(shù)），保證功率流質(zhì)量。1.2 電力系統(tǒng)諧波的產(chǎn)生原因及其危害1.2.1 諧波產(chǎn)生原因電力系統(tǒng)中的諧波主要是由各種變流設(shè)備以及其他非線性負(fù)載產(chǎn)生的。當(dāng)正弦基波電壓(電源阻抗為零阻抗時)施加于非線性負(fù)載時，負(fù)載吸收的電流與施加的電壓波形不同，畸變電流影響電流回路中的配電設(shè)施。在實(shí)際存在系統(tǒng)電源阻抗時，畸變電流將在

17、阻抗上產(chǎn)生電壓降，因?yàn)楫a(chǎn)生畸變電壓，畸變電壓將對所有的負(fù)載產(chǎn)生影響。系統(tǒng)中的主要諧波源可分為兩大類：(1)含半導(dǎo)體非線性元件的諧波源； (2)含電弧和鐵磁非線性設(shè)備的諧波源。前者如各種整流設(shè)備，交流調(diào)壓裝置，變流設(shè)備，直流拖動設(shè)備整流器，pwm 變頻器，相控調(diào)制變頻器以及現(xiàn)代工業(yè)設(shè)施為節(jié)能和控制用的電力電子設(shè)備等；后者如交流電弧爐，交流電焊機(jī)，日光燈和發(fā)電機(jī)，變壓器及鐵磁諧振設(shè)備等。所有這些都使得電力系統(tǒng)的電壓，電流波形發(fā)生畸變，從而產(chǎn)生高次諧波。1.2.2 電力系統(tǒng)諧波的危害及對電能計(jì)量的影響1.2.2.1 諧波的危害諧波是電網(wǎng)的公害，它的危害主要體現(xiàn)在以下幾個方面:1）諧波會使公用電網(wǎng)中的

18、元件產(chǎn)成附加諧波損耗, 降低了發(fā)電、輸電及用第一章 緒論3電設(shè)備的使用效率。2）諧波影響電氣設(shè)備的正常工作。諧波會增加電機(jī)的附加損耗, 產(chǎn)生機(jī)械震動和過電壓 , 諧波會使變壓器局部嚴(yán)重過熱, 絕緣老化, 壽命縮短以至損壞。3）諧波會引起電網(wǎng)局部的并聯(lián)諧振和串聯(lián)諧振, 引起電網(wǎng)嚴(yán)重事故。4）諧波會導(dǎo)致繼電保護(hù)和自動裝置誤動作,使電氣測量儀表不準(zhǔn)確。 5）諧波會對鄰近的通信系統(tǒng)產(chǎn)生干擾,輕者引起噪聲、降低通信質(zhì)量。1.2.2.2 電力諧波對電能計(jì)量的影響諧波有功功率是由諧波源設(shè)備即上面提到的整流、換流等設(shè)備產(chǎn)生,其功率來源是由產(chǎn)生諧波的設(shè)備在其工作過程中將電源基波部分功率轉(zhuǎn)變而成的。非線性設(shè)備相當(dāng)

19、于諧波發(fā)電機(jī), 其產(chǎn)生的諧波有功方向與基波有功相反, 即由用戶送入電網(wǎng)。對諧波源用戶而言, 其計(jì)量入口處的總有功將是基波有功和諧波有功之代數(shù)和。諧波無功又稱非有功或畸變功率,其與基波無功的主要區(qū)別是：基波無功是由同次無功電流和電壓產(chǎn)生,而諧波無功包含了各種不同次電流和電壓向量乘積, 其在一個完整周期內(nèi)的積分值為零。非線性設(shè)備在其運(yùn)行過程中會產(chǎn)生大量的畸變功率, 從而導(dǎo)致非線性設(shè)備的真實(shí)功率因數(shù)低于位移因數(shù)的值?，F(xiàn)有的感應(yīng)式電度表基本設(shè)計(jì)原理反映了同次電流、電壓形成的功率的大小, 對畸變功率則無法正確反映。這就導(dǎo)致了在非線性負(fù)荷中用一般感應(yīng)式儀表計(jì)量無功將產(chǎn)生較大的誤差 , 其統(tǒng)計(jì)的功率因數(shù)將會

20、比真實(shí)值偏高 , 誤差值大小取決于波形畸變程度, 一般誤差值范圍在 5%15%之間。鑒于諧波的諸多危害，以及諧波污染的日益嚴(yán)重，世界各國都對諧波問題非常重視，不少國家制定了針對電力系統(tǒng)諧波和用電設(shè)備諧波的國家標(biāo)準(zhǔn)。為了保證我國的電能質(zhì)量，自 1990 年以來，我國相繼發(fā)布了多相電能質(zhì)量國家第一章 緒論4標(biāo)準(zhǔn).這些標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)布為提高我國的電能質(zhì)量水平起到了很大的促進(jìn)作用。第二章 諧波及有源電力濾波器5第二章 諧波及有源電力濾波器 的基本概念及原理2.1 電力系統(tǒng)諧波的基本概念及含義2.1.1 諧波的定義在供電系統(tǒng)中，通?？偸窍Ｍ涣麟妷汉徒涣麟娏鞒收也ㄐ巍Ｕ译妷嚎杀硎緸?u(t)=usin()

21、 (2-1)2t式中 u電壓有效值; 初相角; 角頻率, ;t2f2 f頻率: t周期。正弦電壓施加在電阻、電感和電容這些線性無源元件上，其電流和電壓分別為比例、積分和微分關(guān)系，仍為同頻率的正弦波。但當(dāng)正弦電壓施加在非線性電路上時，電流就變?yōu)榉钦也?，非正弦電流在電網(wǎng)阻抗上產(chǎn)生壓降，會使電壓波形也變?yōu)榉钦也?。?dāng)然，非正弦電壓施加在線性電路上時電流也是非正弦波。對于周期為 t=的非正弦電壓 u()，一般滿足狄里赫利條件，可2t分解為如下形式的傅立葉級數(shù) u()= a0+ （2-t1n)sincos(tbtnann2）式中 ;)()(u10tdta第二章 諧波及有源電力濾波器6 ;)(cos)(

22、u1ttdntan b =;n1)(sin)(uttdnt或u()= a0+ （2-t1n)sin(cnntn3）式中 c , , 和 a , b 的關(guān)系為nnnn c = ；n22nanb =arctg();nnnba a = c sin;nnn b = c cos；nnn在式(2-2)或式(2-3)的傅立葉級數(shù)中，頻率為 1/t 的分量稱為基波，頻率為大于 1/t 的整數(shù)倍基波頻率的分量稱為諧波，諧波次數(shù)為諧波頻率和基波頻率的整數(shù)比。國際上公認(rèn)的諧波含義為：“諧波是一個周期電氣量的正弦波分量，其頻率為基波頻率的整數(shù)倍” 。所以，諧波次數(shù)必須為整數(shù)。如:我國電力系統(tǒng)的額定頻率為 50hz，則

23、其基波為 50hz, 2 次諧波為 100hz,以此類推。即諧波次數(shù)為諧波頻率和基波頻率的整數(shù)比, 也可以分為奇次諧波和偶次諧波。2.1.2 諧波分析中的常用概念n 次諧波電壓含有率以 hru (harmonic ratio u )表示。nn hru = （2-n%1001uun4）式中 u 第 n 次諧n波電壓有效值；第二章 諧波及有源電力濾波器7 u 基波電壓有效值；1n 次諧波電流含有率以 hri 表示 。n hri = （2-n%1001iin5）式中 i 第 n 次諧波電流有效值；n i 基波電流有效值；1諧波電壓含量 u和諧波電流含量 i 分別定義為:hh （2-22nnhuu6）

24、 （2-22nnhii7）電壓諧波總畸變率 tnd (total harmonic distortion)和電流諧波總畸變率nthd 分別定義為:i thd = (2-8)n%1001uuh thd = （2-i%1001iih9）以上介紹了諧波以及與諧波有關(guān)的基本概念。可以看出，諧波是一個周期電氣量中頻率為大于 1 整數(shù)倍基波頻率的正弦波分量。2.2 有源電力濾波器技術(shù)的提出 減少感性負(fù)載和非線性負(fù)載對市電電源的污染有兩個辦法：一是主動型，即對負(fù)載本身進(jìn)行改造；二是被動型，即在電力系統(tǒng)中加裝無功與諧波電流補(bǔ)第二章 諧波及有源電力濾波器8償裝置，如無功功率補(bǔ)償器和濾波器。被動型諧波抑制中安裝的

25、電力濾波器又分為無源濾波器和有源濾波器。2.2.1 無源電力濾波器無源濾波方案是目前采用較多的諧波抑制手段。無源電力濾波器 (passive power filter，簡稱 ppf)由一組針對特定頻率的 lc 單調(diào)諧濾波器組成，既可以補(bǔ)償諧波，又可以補(bǔ)償無功功率。它具有成本低、結(jié)構(gòu)簡單、技術(shù)成熟等優(yōu)點(diǎn)。無源濾波方案的優(yōu)點(diǎn)是簡單、方便、可靠，但它存在如下缺點(diǎn)：(1) 濾波器的設(shè)計(jì)大多針對特定頻率的諧波，只能濾除特定次諧波；(2 )電網(wǎng)阻抗與 lc 可能產(chǎn)生并聯(lián)諧振使該次諧波分量放大，降低電網(wǎng)質(zhì)量；(3) 電網(wǎng)阻抗與 lc 可能產(chǎn)生串聯(lián)諧振；(4)體積大、損耗大。2.2.2 有源電力濾波器為了解決

26、無源濾波器的局限性，人們做了許多研究和探索其中有代表意義的是有源電力濾波器技術(shù)的提出。20 世紀(jì) 80 年代后期有源電力濾波器（apf）在日美等發(fā)達(dá)國家成功研制并投入使用。1991 年，h.fujita 等人提出了一種 apf 與 pf 串聯(lián)后再并入交流系統(tǒng)的 hapf。隨著現(xiàn)代控制理論和微處理器等方面的發(fā)展，pwm 變流器技術(shù)和 dsp 技術(shù)在電力有源濾波器中廣泛應(yīng)有，使電力電子裝置趨于數(shù)字化。經(jīng)過幾十年的發(fā)展，有源電力濾波器技術(shù)已取得了很大的進(jìn)步。與無源電力濾波器相比，有源電力濾波器具有以下優(yōu)點(diǎn)。 (1)對功率器件工作頻率以內(nèi)的各次諧波都有較好的濾波效果； (2)當(dāng)系統(tǒng)阻抗和頻率變化時，濾

27、波特性不受影響； (3)不會發(fā)生串/并聯(lián)諧振現(xiàn)象，且能有效抑制系統(tǒng)與無源濾波器間的諧振； (4)不存在過載現(xiàn)象，當(dāng)負(fù)載諧波電流較大時，仍能繼續(xù)運(yùn)行。第二章 諧波及有源電力濾波器92.3 有源電力濾波器的組成、原理和發(fā)展趨勢2.3.1 有源電力濾波器的基本結(jié)構(gòu)和工作原理有源電力濾波器 (apf)根據(jù)與補(bǔ)償對象連接的方式的不同，可分為并聯(lián)型和串聯(lián)型兩種，實(shí)際應(yīng)用中多為并聯(lián)型。下面以并聯(lián)型有源濾波器為例。圖 1-1 所示為最基本的有源電力濾波器的原理框圖。有源電力濾波器系統(tǒng)由兩部分組成，即指令電流運(yùn)算電路和補(bǔ)償電流發(fā)生電路。其中，指令電流運(yùn)算電路的核心是檢測出被補(bǔ)償對象電流中的諧波和無功等電流分量；

28、補(bǔ)償電流發(fā)生電路的作用是根據(jù)指令電流運(yùn)算電路得出補(bǔ)償電流的指令信號，產(chǎn)生實(shí)際的補(bǔ)償電流。作為主電路的 pwm 變流器，在產(chǎn)生補(bǔ)償電流時，主要作為逆變器工作。在電網(wǎng)向有源電力濾波器直流側(cè)充電時，它作為整流器工作。也就是說，它既可以工作在逆變器狀態(tài)，又可以工作在整流器狀態(tài)，而這兩種狀態(tài)無法嚴(yán)格區(qū)分。 圖 2-1 所示為有源濾波器的基本工作原理：檢測補(bǔ)償對象的電壓和電流，經(jīng)指令電流運(yùn)算單元計(jì)算得出補(bǔ)償電流的指令電流信號，該信號經(jīng)補(bǔ)償電流發(fā)負(fù)載主電路指令電流運(yùn)算電路驅(qū)動電路電流跟蹤控制電路電源sisilichpfrlic*apf圖 2-1 系統(tǒng)構(gòu)成原理圖第二章 諧波及有源電力濾波器10生電路放大，得出

29、補(bǔ)償電流，補(bǔ)償電流與負(fù)載電流中要補(bǔ)償?shù)闹C波及無功等電流抵消，最終得到期望的電源電流。 如果要求有源電力濾波器在補(bǔ)償諧波的同時，也補(bǔ)償無功功率，則需要在補(bǔ)償電流的指令信號中增加與負(fù)載電流的基波無功分量反極性的成分即可。這樣，補(bǔ)償電流與負(fù)載電流中的諧波及無功成分相互抵消。2.3.2 有源電力濾波器的分類有源電力濾波器按照所使用的變流器類型可分為：電流型有源濾波器 (csi)和電壓型有源濾波器 (vsi )；按照與負(fù)載連接的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)可分為：并聯(lián)型、串聯(lián)型和串、并聯(lián)混合使用型；按照使用場合的電源相數(shù)可分為：單相、三相三線和三相四線用有源電力濾波器等。有 源 電 力 濾 波 器交流apf直流apf串聯(lián)型

30、apf并聯(lián)型apf統(tǒng)一電能質(zhì)量調(diào)節(jié)器單獨(dú)使用方式串聯(lián)混合型單獨(dú)使用方式并聯(lián)混合型注入回路方式與lc并聯(lián)與lc串聯(lián)串聯(lián)諧振方式并聯(lián)諧振方式 圖 2-2 有源電力濾波器的系統(tǒng)構(gòu)成分類下面根據(jù) apf 與負(fù)載連接的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的分類方式對有源電力濾波器的基本原理作簡單的介紹。并聯(lián)型 apf 主要用于感性電流源型負(fù)載的諧波補(bǔ)償，目前技術(shù)上已相當(dāng)成熟，投入運(yùn)行的 apf 多為此方案。而對于串聯(lián)型 apf 來說，通過變壓器串聯(lián)在電源與負(fù)載間，可等效為一受控電壓源，主要用于消除帶電容的二極管整流第二章 諧波及有源電力濾波器11電路等電壓諧波源負(fù)載對系統(tǒng)的影響。此外，還有串-并聯(lián)型 apf，其兼有串、并聯(lián)型 ap

31、f 的功能，具有較高性價(jià)比。值得關(guān)注的是并聯(lián)型 apf 與 lc 并聯(lián)結(jié)構(gòu)，這是有源電力濾波器中最基本的形式，也是目前應(yīng)用最多的一種。2.3.3 有源電力濾波器的發(fā)展趨勢作為改善和提高電能質(zhì)量的主要措施之一，有源電力濾波器技術(shù)近年來取得了大的發(fā)展。具體表現(xiàn)在電能質(zhì)量問題得到了政府和相關(guān)部門的高度重視；功率開器件的性價(jià)比也在逐步提升；隨著新一代 dsp 的出現(xiàn)，控制系統(tǒng)的成本只占很小一部分等等。關(guān)于有源電力濾波器技術(shù)的研究目前主要集中在以下幾個方面：(1)諧波處理理論的進(jìn)一步研究；(2)進(jìn)一步降低補(bǔ)償裝置相對于負(fù)載 (諧波源)裝置的容量；(3)控制系統(tǒng)的進(jìn)一步簡化；(4)補(bǔ)償裝置的多功能化。我國

32、在有源電力濾波器的研究方面起步較晚，進(jìn)入 90 年代，國內(nèi)的多所高校和研究機(jī)構(gòu)才加入到了有源濾波器的研究中來，當(dāng)時的工作主要以理論研究和實(shí)驗(yàn)為主。但在對國外研究成果進(jìn)行消化吸收的基礎(chǔ)上，我國的有源濾波器的理論研究己經(jīng)達(dá)到或者接近國際先進(jìn)水平。但總的來說，由于受各種條件限制，我國有源電力濾波器的實(shí)際應(yīng)用水平不高，范圍不大。所以目前的主要發(fā)展方向是加快有源電力濾波器的產(chǎn)品化。2.4 有源電力濾波器的諧波電流檢測技術(shù)及其發(fā)展有源電力濾波器技術(shù)包含著三個關(guān)鍵技術(shù)，即功率器件制造技術(shù)、諧波電流檢測技術(shù)和電流控制技術(shù)。三大技術(shù)的發(fā)展決定著 apf 技術(shù)的發(fā)展。下面我們就來看一下最基本的集中檢測的方法。 (

33、1)用模擬帶通濾波器檢測的方法。該方法使用模擬濾波器來實(shí)現(xiàn)諧波電流檢測。該檢測法的優(yōu)點(diǎn)是電路結(jié)構(gòu)簡單，造價(jià)低，輸出阻抗低，品質(zhì)因素易于控制由于濾波器中心頻率固定，當(dāng)電網(wǎng)頻率波動時，濾波效果會大大下降。這種方法多用于補(bǔ)償效果要求不高的第二章 諧波及有源電力濾波器12場合，它不能適應(yīng)現(xiàn)代電力系統(tǒng)的需要。(2)基于 fryze 功率定義的檢測方法其原理是將負(fù)載電流分解為與電壓波形一致的分量，將其余分量作為廣義無功電流 (包括諧波電流)。它的缺點(diǎn)是：因?yàn)?fryze 功率定義是建立在平均功率基礎(chǔ)上的，所以要求得瞬時有功電流需要進(jìn)行一個周期的積分，再加其它運(yùn)算電路，要有幾個周期延時。因此，用這種方法求得

34、的 “瞬時有功電流”實(shí)際是幾個周期前的電流值。這對有源電力濾波器控制是一個難以接受的缺陷。(3)基于頻域分析的 fft 檢測法該方法的基礎(chǔ)是傅立葉級數(shù)分析，將檢測到的畸變電流 (或電壓)進(jìn)行傅立葉變換但這種方法也不能同時分離出無功電流和諧波電流。當(dāng)電網(wǎng)頻率發(fā)生變換，分解為高次諧波代數(shù)和的形式，再將其合成為總的補(bǔ)償電流。此方法的優(yōu)點(diǎn)是檢測精度較高，缺點(diǎn)是需要一定時間的電流值，計(jì)算量大，需花費(fèi)較多的計(jì)算時間。 (4)基于瞬時無功功率理論的諧波電流檢測法1983 年，日本學(xué)者赤木泰文等人提出了瞬時無功功率理論，利用此理論，先檢測出三相電壓與負(fù)載電流并變換到坐標(biāo)系下，再計(jì)算出畸變電流的瞬0時有功功率和

35、瞬無功功率，濾去基波分量后得到高次諧波瞬時有功功率和瞬時無功功率，然后從中取出補(bǔ)償電流，最后將它們變換到坐標(biāo)下即得到了所abc需補(bǔ)償?shù)闹C波電流。此方法是目前 apf 中應(yīng)用最廣泛的一種檢測方法，其優(yōu)點(diǎn)是能快速跟蹤補(bǔ)償電流，進(jìn)行適時補(bǔ)償，系統(tǒng)頻率特性不變，即使高次諧波增加，系統(tǒng)也不會過載，且不受電網(wǎng)參數(shù)和負(fù)載變化的影響；缺點(diǎn)是成本高，系統(tǒng)損耗大。 (5)基于小波變換理論的諧波電流檢測法。第二章 諧波及有源電力濾波器13由于小波分析克服了傅立葉分析在頻域完全局部化而在時域完全無局部性的缺點(diǎn)，即它在頻域和時域同時具有局部性，因此人們將小波變換理論應(yīng)用到諧波檢測。然而，基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、小波和模糊控制的算

36、法雖然適用，但是這些算法過于復(fù)雜，不容易得到推廣使用。所以目前使用較多的是基于瞬時無功理論的電流檢測方法。第三章 無功功率理論14第三章 無功功率理論3.1 平均功率理論傳統(tǒng)的平均功率理論建立在單相交流系統(tǒng)的基波正弦電壓和基波正弦電流信號的基礎(chǔ)上。設(shè)電網(wǎng)電壓為： (3-1)wtvwtvvmssin2sin負(fù)載電流為： (3-2)sincos2cossin2)sin(2)sin(iwtiwtiwtiwtilllml則系統(tǒng)吸收的瞬時功率定義為： (3-3)lsivp 將式（3-1）和式（3-2）代入式（3-3）中可以得到： (3-4)wtqwtppwtviwtvipll2sin2cos2sinsi

37、n)2cos1 (cos其中定義為系統(tǒng)吸收的平均功率：_p (3-5)cos10ltvidtptpp 定義為系統(tǒng)的有功功率： (3-6)coslvip q 定義為系統(tǒng)的無功功率： (3-7)sinlviq s 定義為系統(tǒng)的視在功率： (3-8)lviqps22定義為系統(tǒng)的功率因數(shù)： cos sp/cos第三章 無功功率理論15(3-9)式（3-2）中與 p 對應(yīng)的電流分量定義為有功電流分量： (3-10)wtilsincos2ilp與 q 對應(yīng)的電流分量定義為無功電流分量： (3-11)wtiillqcossin23.2 0 坐標(biāo)系下瞬時無功理論該理論突破了傳統(tǒng)的以平均值為基礎(chǔ)的功率定義，系統(tǒng)

38、地定義了瞬時無功功率、瞬時有功功率等瞬時功率量。以該理論為基礎(chǔ)，可以得出實(shí)用的有源濾波器的諧波和無功電流的實(shí)時檢測方法。變換是由電機(jī)雙反應(yīng)原理衍變的變換，其變換后的參考坐標(biāo)仍置于電機(jī)定子側(cè)，abc 三相正弦電流經(jīng)變換后，在兩相繞組上呈現(xiàn)為兩相交流電。變換的公式為： (3-12) cbacbaeeeeeiiiii232302121132232302121132記 23230212113232c在圖 3-2 所示的平面上，相量，和，分別可以合成為（旋轉(zhuǎn)）-eeii電壓相量 e 和電流相量 i：第三章 無功功率理論16 （3-eeeee13） （3-iiiii14）式中，e，i 分別為相量 e，i

39、的模，分別為相量 e，i 的幅角。ei定義 1： 三相電路瞬時有功電流和瞬時無功電流分別定義為相量 i 在piqi相量 e 及其法線上的投影，即 （3-cosiip15）siniiq （3-16）式中，。平面中的和，如圖 3-2 所示。ie-piqi e bcq(q)aepeqipiqiiii.u.ie圖3-2 坐標(biāo)中的電壓和電流相量-定義 2： 三相電路瞬時無功功率 q（瞬時有功功率 p）為電壓相量 e 的模和三相電路瞬時無功電流(三相電路瞬時有功電流)的乘積，即qipi （3-peip 第三章 無功功率理論1717） （3-qeiq 18）把式（3-15），式（3-16）及代入式（3-17

40、）、式（3-18）中，ie并寫成矩陣形式得出： （3-iiciieeeeqppq19）式中 eeeecpq將式（3-12）代入上式，可以得出 p,q 對于三相電壓、電流的表達(dá)式： （3-ccbbaaieieiep20） （3-cbabacacbieeieeieeq3121）由式（3-20）可知，三相電路的瞬時有功功率就是三相電路的瞬時功率。定義 3： 相的瞬時無功電流，（瞬時有功電流，）分別-qiqipipi為三相電路瞬時無功電流（瞬時有功電流）在軸上的投影，即qipi （3-peeeieeiipepp22cos22） （3-peeeieeiipepp22sin23） （3-qeeeieeii

41、qeqq22sin第三章 無功功率理論1824） （3-qeeeieeiiqeqq22cos25）圖 3-2 中給出了，。qiqipipi從定義 3 可以得到以下性質(zhì)：（1） （3-222pppiii26） （3-222qqqiii27）（2） （3-iiiqp28） （3-iiipp29）上述性質(zhì)（1）（2）是由軸和軸正交而產(chǎn)生的。也可以把某一相的瞬時有功電流和瞬時無功電流分別為該相瞬時電流的有功分量和無功分量。定義 4： ，相的瞬時無功功率，（瞬時有功功率，）分qqpp別為該相瞬時電壓和瞬時無功電流（瞬時有功電流）的乘積，即 （3-peeeiepp22230） （3-peeeiepp222

42、31）第三章 無功功率理論19 （3-qeeeeieqq2232） （3-qeeeeieqq2233）從定義 4 可以得到以下性質(zhì)：（1） （3-ppp34）（2） （3-0qq35）定義 5： 三相電路各相的無功電流，（瞬時有功電流，aqibqicqiapi，）是，兩相瞬時無功電流，（瞬時有功電流，）通過兩bpicpiqiqipipi相到三相變換所得到的結(jié)果，即 （3-ppcpbpapiiciii2336） （3-qqcqbqaqiiciii2337）式中，。tcc3223將式（3-223-25）代入式（3-36）、式（3-37）中，得到 （3-apeiaap3第三章 無功功率理論2038）

43、 （3-apeibbp339） （3-apeiccp340） （3-aqeeicbaq)(341） （3-aqeeiacbq)(342） （3-aqeeibacq)(343）式中)(2)()()(222222accbbacbaaccbbaeeeeeeeeeeeeeeea從以上各式可以得到以下性質(zhì)： （1） （3-0cpbpapiii44） （3-0cqbqaqiii45） （2） （3-aaqapiii46） （3-bbqbpiii47）第三章 無功功率理論21 （3-ccqcpiii48）上述兩個性質(zhì)分別和定義 3 的性質(zhì)（1）、（2）相對應(yīng)。定義 3 的性質(zhì)（1）（2）反應(yīng)了相和相的正交性

44、，而這里的性質(zhì)（1）、（2）則反應(yīng)了a，b，c 三相的對稱性。定義 6：a，b，c 各相的瞬時無功功率，（瞬時有功功率，aqbqcqap，）分別為該相瞬時電壓和瞬時無功電流（瞬時有功電流）的乘積，即bpcp （3-apeiepaapaa2349） （3-apeiepbbpbb2350） （3-apeiepccpcc2351） （3-aqeeeieqcbaaqaa)(52） （3-aqeeeieqacbbqbb)(53） （3-aqeeeieqbaccqcc)(54）定義 6 也有和定義 4 類似的性質(zhì)：（1） （3-ppppcba55）第三章 無功功率理論22（2） （3-0cbaqqq56）

45、3.3 坐標(biāo)系下瞬時無功理論0dq坐標(biāo)系下的瞬時無功功率理論是在三相對稱正弦電壓和對稱負(fù)載電流0的條件下提出的，所定義的各物理量有其明確的物理意義。但在三相電壓畸變或負(fù)載電流不對稱情況下，該定義中的各個物理量不再有明確的物理意義，按照該定義也不能實(shí)現(xiàn)瞬時無功電流和諧波電流的完全補(bǔ)償。坐標(biāo)系與abc坐標(biāo)系之間的變換關(guān)系用正交的變換矩陣來表示：0dqpark0dqc (3-63)22222232sin32sinsin32cos32coscos320wtwtwtwtwtwtcdq由于是正交矩陣，有，所以其逆矩陣為：0dqctdqdqcc010 (3-64)2232sin32cos2232sin32c

46、os22sincos3210wtwtwtwtwtwtcdq0dq坐標(biāo)系表示的電壓、電流與以abc坐標(biāo)系表示的電壓、電流之間的變換關(guān)系如下： (3-65)cbadqqdvvvcvvv00 (3-66)010vvvcvvvqddqcba第三章 無功功率理論23 (3-67)01000iiiciiiiiiciiiqddqcbacbadqqd，三相瞬時功率為： (3-68)00000pppivivivivivpqdqqdddqtdqabctabc式中， 為軸瞬時功率；dddivp d 為 q 軸瞬時功率；qqqivp 為 0 軸瞬時功率；000ivp 系統(tǒng) 注入節(jié)點(diǎn)的有功功率應(yīng)為三相瞬時功率的平均值，

47、即 (3-69)pp 令 (3-70)2022vvvaqd對任意三相系統(tǒng)，一般有： (3-71)aaa式中 : 表示該變量的恒定分量即平均值，表示該變量在一個周期內(nèi)aa平均值為零的交變分量。將坐標(biāo)系下的電流向量分解為兩個相互正交的兩個分量：0dq0dqi (3-72) qpqqqdqpqpdpqddqiiiiiiiiiiii0000可見坐標(biāo)系下瞬時有功電流為：0dq (3-73)00vvvapiiiiqdpqpdpp坐標(biāo)系下瞬時無功電流為：0dq第三章 無功功率理論24 (3-74)00000iiiapiiiiiiiiiiiiiqdqdpqpdpqdqqqdqq坐標(biāo)系下的瞬時有功電流和瞬時無功

48、電流經(jīng)過反變換就可獲得0dqpark三相系統(tǒng)的瞬時有功電流和瞬時無功電流。abc (3-75)pqpdpdqcpbpappiiiiiii010c (3-76)qqqdqdqcqbqaqqiiiciiii010坐標(biāo)系下的瞬時有功功率和瞬時無功功率分別定義為：0dq (3-77)2022000vvvapivivivpppqdpqpqdpdpqpdp式中，為軸瞬時有功功率；2ddpddpvapivpd 為軸瞬時有功功率；2qqpqqpvapivpq 為 0 軸瞬時有功功率；20000vapivppp02220000vvvappppivivivpppqdqdqqpqdqdqqqdq (3-78)式中，

49、 為軸瞬時無功功率；2dddpddddqddqvappivivivpd 為軸瞬時無功功率；2qqqpqqqqqqqqvappivivivpq200000000vappivivivppqq 為 0 軸瞬時無功功率；第三章 無功功率理論253.4 無功功率理論的對比研究3.4.1 平均功率理論傳統(tǒng)的無功功率概念只適宜于解釋正弦交流電路中的現(xiàn)象，而考慮了電壓、電流畸變所使用的廣義無功功率概念，雖然使得非正弦電路中的無功現(xiàn)象獲得較圓滿的解釋，但平均功率理論中對無功的定義都是針對單相電路而言的。3.4.2 瞬時功率理論瞬時功率理論中瞬時有功功率和無功功率定義在時間域，這些定義己0經(jīng)應(yīng)用于三相三線(四線)

50、制系統(tǒng)中的諧波/無功電流控制。在三相四線制系統(tǒng)中，瞬時功率理論表明瞬時有功功率和無功功率是與瞬時有功電流和無功電流0聯(lián)系在一起的，但是瞬時功率的數(shù)學(xué)表達(dá)式并不滿足能量守恒。(1) 瞬時功率理論0這種理論將坐標(biāo)系中的電壓和電流轉(zhuǎn)換到坐標(biāo)系中。0 軸和零序abc0分量聯(lián)系在一起，軸和軸分量與由正序分量和負(fù)序分量構(gòu)成的分量相關(guān)。在平面中的瞬時有功功率和瞬時無功功率分別由軸和軸的電壓pq電流的點(diǎn)乘積與叉乘積構(gòu)成，并且瞬時有功功率由零序電壓分量和零序電0p0v流分量乘積定義。由于瞬時視在功率(電流電壓空間矢量的幅值乘積)不等于0i所有瞬時功率的數(shù)值和，因此，在三相四線制系統(tǒng)中，瞬時無功功率理論0不滿足能

51、量守恒。雖然三個瞬時功率和能夠進(jìn)行獨(dú)立補(bǔ)償，但在瞬時功率理論0pqp0中，瞬時有功功率和是互相影響的。當(dāng)補(bǔ)償電路中沒有儲能元件時，通0pp過補(bǔ)償 0 軸瞬時有功功率消除中性線電流時，需要調(diào)整瞬時有功功率使0pp值保持常量。由于這個原因，電路中的有功功率的改變會導(dǎo)致pp 0p三相線電流發(fā)生畸變。第三章 無功功率理論26(2)瞬時功率理論0dq基于坐標(biāo)變換的傳統(tǒng)瞬時無功功率理論的局限性提出的功率理論能適0dq用于任意非正弦、非對稱的三相電路，用于各種電流分量的測量及補(bǔ)償方法，該方案可用于實(shí)際的廣義瞬時無功電流補(bǔ)償裝置的研制。當(dāng)三相對稱負(fù)載的功率波動很大時，采用基于坐標(biāo)變換的瞬時無功功率定義；當(dāng)三相

52、不對稱負(fù)0載功率波動很大時，采用基于坐標(biāo)變換的瞬時無功功率定義。0dq第四章 基于瞬時無功理論的諧波電流檢測法27第四章 基于瞬時無功理論的諧波電流檢測 法4.1 三相三線制電路4.1.1 檢測法qp -該檢測方法原理如圖4-1所示。lpflpf32c23c32cpqc1pqcaebeceeeaibiciiipqpqfifiafibficfiahibhichi圖4-1 檢測法原理圖qp -圖中如式（3-12） 、 （3-19）所示：pqcc32為的逆矩陣， ，23212321013223c32ceeeecpq為的逆矩陣。222222221eeeeeeeeeeeecpqpqc該方法根據(jù)瞬時無功功

53、率理論算出，經(jīng)低通濾波器(lpf)得的直qp、qp、流分量。在電網(wǎng)電壓無畸變的情況下，由負(fù)載電流中的基波正序有功電qp、p流與電壓作用所產(chǎn)生，由負(fù)載電流中的基波無功電流與電壓作用所產(chǎn)生。于q是可計(jì)算出負(fù)載電流的基波分量：第四章 基于瞬時無功理論的諧波電流檢測法28 (4-1)qpcciiipqcfbfaf123 將與相減，即可得到需要檢測的諧波電流cfbfafiii、cbaiii、。當(dāng)需要檢測無功電流時，只需要斷開圖 4-1 中計(jì)算 q 的通道即可。chbhahiii、4.1.2 ip-iq檢測法檢測法是由檢測法派生出來的一種基于瞬時無功功率理論的諧波、qpii -qp -無功和負(fù)序電流檢測方

54、法。該檢測法的原理如圖4-2所示。圖 4-2 -法原理圖piqi圖中， (4-2)wtwtwtwtcsincoscossin按照圖 4-2 可以計(jì)算出，經(jīng)低通濾波器（lpf）濾波得出的直qpii 、qpii 、流成分。按下式計(jì)算出負(fù)載電流的基波分量。qpii 、 (4-3)qppqcfbfafiicciii123將相減，即可得到需要檢測的的諧波電流cbacfbfafiiiiii、與、cbaiii、第四章 基于瞬時無功理論的諧波電流檢測法29。當(dāng)需要檢測無功電流時，只需斷開圖 4-2 中計(jì)算的通道。chbhahiii、qi4.2 三相四線制電路4.2.1 檢測法qp -對于三相四線制系統(tǒng)，基于瞬

55、時功率理論的檢測方法在實(shí)際應(yīng)用時，0pq通常是把三相四線制電路轉(zhuǎn)換為三相三線制電路，再進(jìn)行諧波檢測。具體方法是：首先利用公式計(jì)算出零序電流分量，再用三相電流3/ )(0cbaiiii0i減去零序電流分量，得到滿足的電流最后對cbaiii、0cbaiiicbaiii、用方法檢測出基波電流，將原電流減去該基波電流即得到要檢測的cbaiii、pq諧波電流。4.2.2 ip-iq檢測法類似于 p-q 檢測方法，三相四線制電路中檢測方法的檢測原理如圖 4-qpii -3 所示。圖中同時算出的零線電流反極性后作為零線補(bǔ)償電流的指令信號。lpflpfpqfifiiipiqiaficfibfi-+chibhi

56、ahiaiaecctcttcossinpplccibiaicibi零線電流分離-10i圖4-3 三相四線制法原理圖qpii -4.2.3 檢測法0dq檢測法原理如圖4-4所示。圖中的如式(3-63). (3-64)所示。0dqtppcc第四章 基于瞬時無功理論的諧波電流檢測法30klpflpf-+aibici 變換0dq0dq反變換diqi0i0idfiqfiafibficfiahichibhi圖4-4 三相四線制電路的檢測方法的原理框圖0dq4.3 對比研究4.3.1 電網(wǎng)電壓對稱時 檢測方法參與運(yùn)算的是三相瞬時相電壓和三相瞬時線電流，而qp -檢測方法參與運(yùn)算的不是三相瞬時相電壓本身，而是

57、與它們同步的三相qpii 對稱單位正弦量和余弦量，檢測方法比檢測方法運(yùn)算量要大。qpii -qp -當(dāng)電網(wǎng)電壓對稱且無畸變時，檢測方法和檢測方法完全等價(jià)。qp -qpii -當(dāng)電網(wǎng)電壓對稱有畸變時，由于諧波電壓分量和基波電流相互作用的成分存在，變換后的電流同時包含基波和部分諧波電流，從而造成檢測方法的qp -誤差，而檢測方法則可以準(zhǔn)確檢測諧波電流。qpii -4.3.2 電網(wǎng)電壓不對稱時當(dāng)電網(wǎng)三相電壓或電流不對稱時，檢測方法存在明顯的檢測誤差。qp -檢測方法雖然仍能準(zhǔn)確地運(yùn)算三相諧波電流和負(fù)序電流之和，但對基波無qpii -功電流的檢測結(jié)果會產(chǎn)生誤差，不能實(shí)現(xiàn)非有功電流的完全補(bǔ)償。檢測方法適

58、用于任意非正弦非對稱三相電路。相對檢測方法，基0dqqpii-于坐標(biāo)系下的廣義瞬時無功功率完全補(bǔ)償是可以實(shí)現(xiàn)的，但目前這種補(bǔ)償0dq所帶來的經(jīng)濟(jì)效益與補(bǔ)償設(shè)備的投資相比得不償失。實(shí)際應(yīng)用中，可以根據(jù)不同負(fù)載、不同要求有針對性地對某些無功分量進(jìn)行適當(dāng)?shù)难a(bǔ)償。第四章 基于瞬時無功理論的諧波電流檢測法314.4 本章小結(jié)本章系統(tǒng)地闡述了基于瞬時功率理論的幾種諧波電流檢測方法。嚴(yán)格地講，基于瞬時功率理論的諧波電流檢測方法適用于三相三線制電路，且電網(wǎng)電壓為三相對稱正弦波、三相負(fù)載平衡的負(fù)載諧波電流的檢測。所以，在采用這種諧波電流檢測方法的有源電力濾波器的設(shè)計(jì)中，必須針對具體電網(wǎng)和負(fù)載的特點(diǎn)采取相應(yīng)措施來

59、消除或減小各種不利因素的影響。第五章 低通濾波器設(shè)計(jì)32第五章 低通濾波器設(shè)計(jì)5.1 檢測電路中低通濾波器濾波器的設(shè)計(jì)對諧波計(jì)算起著關(guān)鍵作用，它影響提取諧波的精度，從而影響有源濾波系統(tǒng)的性能指標(biāo)。因此，諧波提取方法要求其低通濾波器具有如下特點(diǎn)：1）截止頻率低，50hz；2）過渡帶快；3）由于系統(tǒng)精度要求，濾波器通帶和截止帶誤差要小，如10hz。由于高階模擬濾波器的實(shí)現(xiàn)和穩(wěn)定困難，階數(shù)不宜太高。而且，由于理論原因和誤差的影響，三階以上濾波效果很難有大的提高了。因此，本文的濾波器階數(shù)擬取二階或三階，仿真結(jié)果將證明這一點(diǎn)。5.2 低通濾波器設(shè)計(jì)和分析 在濾波器設(shè)計(jì)中，按不同的頻域和時域特征要求，可分

60、為巴特沃斯型（butterworth） 、契比雪夫型（chebyshv）和貝塞爾型（bessel） 、橢圓形等標(biāo)準(zhǔn)型以及仿真和試驗(yàn)相結(jié)合所得出的非標(biāo)準(zhǔn)型。相同的電路，選取不同的 r、c參數(shù)可實(shí)現(xiàn)不同的類型。巴特沃斯型要求傳遞函數(shù)中分母采用巴特沃斯多項(xiàng)式。這種濾波器具有最平坦的通帶幅頻特性。若傳遞函數(shù)中分母采用契比雪夫多項(xiàng)式，則為契比雪夫型，其特點(diǎn)是通帶內(nèi)增益有起伏（紋波） ，但這種濾波器的通帶邊界下降快。貝塞爾型通帶邊界下降慢，但其相頻特性接近線性。橢圓形的濾波特性很好，但電路復(fù)雜，元器件選擇困難，實(shí)現(xiàn)難度大，故不予采用。在本文及實(shí)驗(yàn)中，由于要求通帶盡量窄而通帶外衰減盡量快。同時為方便于理論分