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随着电力电子技术、计算机技术、自动控制技术的迅速发展,电气传动技术面临着一场革命,即交流调速取代直流调速已成为发展趋势。发展变频技术最初的目的就是节能,其使用给人们带来了方便和巨大的利益,同时也带来相应的谐波污染问题,严重影响了电网的安全性和可靠性。本文针对发电厂中典型变频器,结合PSIM仿真软件,对其谐波特性进行研究和治理。主要的研究内容如下:
(1)首先简要介绍了变频器的工作原理,其次分别对发电厂中应用较多的三种典型变频器:通用低压变频器、高压三电平变频器和单元级联变频器的工作原理进行了详细阐述,并比较了当中的两种高压变频器的性能特点。
(2)研究了通用低压变频器、高压三电平变频器和单元级联变频器的输入侧和输出侧谐波产生机理,在PSIM环境下建立这三种变频器的仿真模型,分析变频器输入侧和输出侧的谐波特性,并与理论分析的结果进行比较。
(3)基于分析得出的变频器输入侧和输出侧的谐波特性,提出几种抑制变频器输入侧和输出侧谐波的方法,介绍各种谐波治理方法的原理,分别阐述了各种治理方法的具体设计过程。
(4)对通用低压变频器和高压三电平变频器的谐波治理应用分别进行了详细分析。其中,对于通用低压变频器,从仿真分析和实际工程应用两个方面,给出了其各种治理方法的治理效果,对于高压三电平变频器仅给出了各种治理方法的仿真结果。最后,对变频器输入侧的几种主要的谐波治理手段进行了比较,为不同变频器选择合理的治理方案提供了基础。