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近年來(lái)，高層建筑向樓宇自動(dòng)化方向迅速發(fā)展，越來(lái)越多的智能建筑出現(xiàn)在人們生活中．智能建筑中各種大量使用的非線(xiàn)性用電設(shè)備造成電網(wǎng)中產(chǎn)生了大量的諧波，使得電能質(zhì)量明顯下降．隨之而帶來(lái)的諧波治理問(wèn)題成為建筑供配電系統(tǒng)中需要解決的問(wèn)題之一［1－2］．本文針對(duì)智能建筑中的諧波進(jìn)行深入分析，采用基于功率平均值的方法進(jìn)行諧波檢測(cè)，根據(jù)所檢測(cè)到的結(jié)果提出混合型諧波抑制方案，并且據(jù)此采用VisualBasic語(yǔ)言設(shè)計(jì)諧波分析軟件，為智能建筑的諧波治理的工程應(yīng)用奠定理論基礎(chǔ)．

1基于電流平均值的諧波電流檢測(cè)方法仿真分析

1．1理論分析電流平均值法是在瞬時(shí)無(wú)功功率理論諧波檢測(cè)方法的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的，其采用平均值模塊來(lái)實(shí)現(xiàn)濾波，該模塊所得到的電流值為平均值，其值為直流分量［3］．其數(shù)學(xué)模型見(jiàn)圖1．經(jīng)過(guò)兩相變換后，正序諧波的次數(shù)降低，負(fù)序諧波次數(shù)升高，得到直流分量為平均值，也是與基波分量相對(duì)應(yīng)的量，其變換框圖見(jiàn)圖2．圖中含有4個(gè)模塊，分別為積分模塊、延遲模塊、減法模塊和除法模塊．減法模塊的輸入為積分模塊與延遲模塊的輸出量的相減，除法模塊表示積分區(qū)間T/6內(nèi)的電流積分．延遲模塊的輸出是電流積分延遲1/6基波周期的值．對(duì)應(yīng)的公式如(1)式，兩相電流ip，iq的平均值可以通過(guò)公式(1)得出．

1．2電流平均值諧波檢測(cè)的仿真模型本系統(tǒng)的仿真通過(guò)MATLAB7．0中的simulink模塊來(lái)實(shí)現(xiàn)，仿真中對(duì)傳統(tǒng)濾波器控制方法和基于電流平均值方法的進(jìn)行了比較，在仿真中應(yīng)先構(gòu)建兩相變換模塊，根據(jù)電流平均值的模型圖建立電流平均值模塊．圖3～圖5分別給出了3種電流仿真波形，分別為傳統(tǒng)濾波器法、負(fù)載變化時(shí)用電流平均值法以及使用電流平均值法檢測(cè)時(shí)仿真波形．通過(guò)比較分析發(fā)現(xiàn)采用電流平均值法諧波電流檢測(cè)時(shí)間短，補(bǔ)償較快，時(shí)間周期約為T(mén)/6個(gè)周期，并且用數(shù)字方法實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單可靠．從圖5中可以看出，基于電流平均值諧波檢測(cè)的方法的動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度較快，其過(guò)渡時(shí)間為T(mén)/6個(gè)基波周期．該方法具有計(jì)算簡(jiǎn)單不受到電壓諧波影響特點(diǎn)．

2諧波抑制方法比較分析

2．1控制方式的選擇在混合型有源電力濾波器中有源濾波器可以調(diào)節(jié)無(wú)源濾波器得到想要的濾波效果，所以無(wú)論采用何種控制方式，都會(huì)對(duì)系統(tǒng)的濾波效果有影響．本文針對(duì)混合型有源濾波器中的電網(wǎng)側(cè)諧波電流控制方式、負(fù)載側(cè)諧波電流控制方式和復(fù)合控制方式3個(gè)方法進(jìn)行分析，對(duì)其優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行對(duì)比，其抑制方式效果對(duì)比見(jiàn)表1．

2．2復(fù)合控制方式濾波分析復(fù)合控制結(jié)合方式將前饋和反饋兩種控制方法結(jié)合在一起，會(huì)得到一個(gè)理想的控制效果．復(fù)合控制結(jié)合方式是在檢測(cè)電網(wǎng)側(cè)諧波電流和檢測(cè)負(fù)載側(cè)諧波電流控制方式的基礎(chǔ)上，提出的新的控制方式，因?yàn)樗粌H結(jié)合了兩種控制方式的優(yōu)點(diǎn)，而且又克服了各自的不足．復(fù)合控制的等效電路見(jiàn)圖6．Us為電源電壓，Ish為諧波分量，UTh為諧波電壓，UC為輸出電壓，Ks和K1h是控制系數(shù)．

3軟件設(shè)計(jì)分析

本節(jié)主要分析了智能建筑供配電系統(tǒng)諧波分析軟件設(shè)計(jì)過(guò)程和方法，它由系統(tǒng)初始界面和監(jiān)控界面兩部分組成．其中，監(jiān)控界面又由4個(gè)模塊組成，分別為數(shù)據(jù)輸入模塊、諧波分析模塊、解決方案模塊和幫助模塊．對(duì)系統(tǒng)初始界面采取權(quán)限設(shè)置，用戶(hù)需要輸入相應(yīng)的用戶(hù)名和密碼才能夠登錄，對(duì)于諧波分析模塊又分成波形顯示和餅圖顯示兩種，解決方案模塊中采用無(wú)源濾波器、有源電力濾波器、混合型有源電力濾波器3種諧波抑制方法．設(shè)計(jì)畫(huà)面見(jiàn)圖7．

4結(jié)語(yǔ)

本文對(duì)智能樓宇的諧波進(jìn)行了深入的分析，提出了基于電流平均值的諧波電流檢測(cè)方法，并且采用MATLAB/Simulink進(jìn)行了仿真．同時(shí)重點(diǎn)比較研究了混合型有源濾波器控制方法，得出復(fù)合控制方式是3種控制方式中最好的方式．文中最后通過(guò)VB得到智能建筑諧波抑制計(jì)算與分析軟件供工程技術(shù)人員作為參考．

作者：魏立明 朱楠 張恒博 李海軍 單位：吉林建筑大學(xué)電氣與電子信息工程學(xué)院