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第1章 绪论1

1.1 谐波问题及研究现状1

1.2 谐波抑制3

1.3 无功补偿5

1.4 本书内容概述7

第2章 谐波和无功功率9

2.1 谐波和谐波分析9

2.1.1 谐波的基本概念9

2.1.2 谐波分析11

2.1.3 公用电网谐波电压和谐波电流限值13

2.2 无功功率和功率因数16

2.2.1 正弦电路的无功功率和功率因数16

2.2.2 非正弦电路的无功功率和功率因数17

2.2.3 无功功率的时域分析19

2.2.4 三相电路的功率因数20

2.2.5 无功功率的物理意义20

2.2.6 无功功率理论的研究及进展22

2.3 谐波和无功功率的产生23

2.4 无功功率的影响和谐波的危害29

2.4.1 无功功率的影响29

2.4.2 谐波的危害30

2.4.3 谐波引起的谐振和谐波电流放大30

2.4.4 谐波对电网的影响33

2.4.5 谐波对旋转电机和变压器的危害33

2.4.6 谐波对继电保护和电力测量的影响35

2.4.7 谐波对通信系统的干扰36

第3章 电力电子装置的功率因数和谐波分析39

3.1 阻感负载整流电路的功率因数和谐波分析39

3.1.1 忽略换相过程和直流侧电流脉动时的情况40

3.1.2 计及换相过程但忽略直流侧电流脉动时的情况49

3.1.3 计及直流侧电流脉动时的情况55

3.1.4 阻感负载整流电路的非特征谐波60

3.2 整流电路带滤波电容时的功率因数和谐波分析63

3.2.1 电容滤波型桥式整流电路的功率因数和谐波分析64

3.2.2 感容滤波型桥式整流电路的功率因数和谐波分析71

3.3 交流调压电路的功率因数和谐波分析76

3.3.1 移相控制单相交流调压电路的功率因数和谐波分析77

3.3.2 移相控制三相交流调压电路的功率因数和谐波分析83

3.3.3 通断控制交流调压电路的功率因数和谐波分析92

3.4 周波变流电路的功率因数和谐波分析95

3.4.1 用开关函数法对输入电流进行谐波分析96

3.4.2 输入电流中的谐波频率和谐波含量99

3.4.3 输入电流中的基波分量和输入端功率因数102

第4章 无功补偿电容器和lc滤波器106

4.1 无功补偿电容器106

4.1.1 并联电容器补偿无功功率的原理106

4.1.2 并联电容器补偿无功功率的方式107

4.1.3 并联电容器补偿容量的计算108

4.1.4 并联电容器的放电回路和自动投切109

4.1.5 并联电容器和谐波的相互影响111

4.2 lc滤波器113

4.2.1 lc滤波器的结构和基本原理114

4.2.2 lc滤波器的设计准则116

4.2.3 单调谐滤波器的设计119

4.2.4 高通滤波器的设计124

第5章 静止无功补偿装置126

5.1 无功功率动态补偿的原理127

5.2 晶闸管控制电抗器（tcr）132

5.2.1 基本原理132

5.2.2 主要联结方式和配置类型133

5.2.3 控制系统135

5.2.4 动态性能和动态过程分析140

5.3 晶闸管投切电容器（tsc）141

5.3.1 基本原理141

5.3.2 投入时刻的选取142

5.3.3 控制系统144

5.3.4 动态过程分析145

5.4 采用全控型器件的静止无功发生器（svg）146

5.4.1 基本原理147

5.4.2 控制方法150

5.4.3 应用实例156

5.4.4 发展趋势162

第6章 谐波和无功电流的检测方法168

6.1 基于瞬时无功功率理论的谐波和无功电流检测方法168

6.1.1 三相电路瞬时无功功率理论168

6.1.2 基于瞬时无功功率理论的谐波和无功电流的实时检测173

6.1.3 瞬时无功功率理论的其他应用192

6.2 基于时域变换的谐波与无功电流检测方法196

6.2.1 基于时域变换的电流检测算法的基本原理196

6.2.2 在三相四线制系统中的电流检测方法200

6.2.3 在单相系统中的电流检测方法201

6.2.4 电流检测中低通滤波器的设计202

6.2.5 仿真及实验研究203

6.3 其他谐波和无功电流检测方法211

6.3.1 基于傅里叶分析的电流检测方法211

6.3.2 采用人工神经网络的电流检测方法213

第7章 有源电力滤波器216

7.1 有源电力滤波器的基本原理216

7.2 有源电力滤波器的系统构成和主电路形式217

7.2.1 单独使用的有源电力滤波器的系统构成218

7.2.2 有源电力滤波器的主电路形式220

7.3 并联型有源电力滤波器223

7.3.1 指令电流运算电路224

7.3.2 电流跟踪控制电路226

7.3.3 主电路设计229

7.3.4 直流侧电压的控制233

7.3.5 并联型有源电力滤波器的控制方式236

7.3.6 并联型有源电力滤波器的稳定性分析241

7.4 串联型有源电力滤波器244

7.4.1 串联型有源电力滤波器的结构和基本原理244

7.4.2 检测负载谐波电压控制方式246

7.4.3 复合控制方式252

7.4.4 串联型和并联型有源电力滤波器的简要对比258

7.5 串并联型有源电力滤波器259

7.5.1 upqc的结构和基本工作原理259

7.5.2 upqc的补偿电压和电流指令生成方法261

7.5.3 upqc的补偿结果261

第8章 混合型电力滤波器267

8.1 混合型电力滤波器的系统构成267

8.1.1 并联混合型电力滤波器的系统构成267

8.1.2 串联混合型电力滤波器的系统构成271

8.2 并联混合型电力滤波器272

8.2.1 直流并联混合型电力滤波器272

8.2.2 apf与pf串联后与电网并联的交流混合型电力滤波器277

8.2.3 一种新型交流并联混合型电力滤波器281

8.2.4 并联注入式混合型电力滤波器297

8.3 串联混合型电力滤波器314

8.3.1 串联混合型电力滤波器的系统构成及工作原理314

8.3.2 有源装置的容量估算316

8.3.3 串联混合型电力滤波器的控制方法319

8.3.4 串联混合型电力滤波器的补偿特性320

第9章 基于多电平变流器的无功补偿和有源电力滤波装置328

9.1 多电平无功补偿和有源电力滤波器拓扑结构329

9.2 串联h桥静止无功发生器333

9.2.1 工作原理和数字模型334

9.2.2 直流侧电压控制方法371

9.2.3 实验结果及分析387

9.3 混合型串联h桥多电平有源电力滤波器395

9.3.1 高低压模块直流侧电压及门槛电压选取原则396

9.3.2 直流侧电压均衡控制400

9.3.3 实验结果及分析412

9.4 中点钳位型三电平有源电力滤波器417

9.4.1 工作原理和数学模型418

9.4.2 svpwm工作原理420

9.4.3 中点电位分析425

9.4.4 直流母线电压控制440

9.4.5 实验结果及分析448

参考文献452