并联有源电力滤波器（SAPF）关键技术的应用研究

论文摘要

近年来,随着电力电子技术的发展,电力电子装置的应用越来越广,其产生的谐波和无功功率给电网带来的各种危害也越来越大。并联型有源电力滤波器作为一种新型的谐波、无功综合补偿系统,是电能质量领域一个研究的重点。目前,国内正期盼并联有源电力滤波器产品问世,它必将有力促进有源电力滤波器产业化的发展,因此对并联有源电力滤波器(SAPF)关键技术的应用研究已成为研究的最前沿的课题之一。本文系统地分析了并联有源电力滤波器的工作原理和发展现状。通过理论和仿真手段,对并联有源电力滤波器(SAPF)谐波补偿电流检测模块进行了设计,采用自适应谐波检测原理,通过改进的三相自适应谐波检测方法,达到良好的检测效果,同时结构简单,也易硬件实现。针对并联有源电力滤波器(SAPF)电流跟踪传统控制存在响应速度和精度不能较好的协调性问题,引入了空间矢量控制方法。把电压源逆变器件作为一个整体来考虑,在矢量控制空间中用有限的静止矢量去合成和跟踪调制波的空间旋转矢量,使合成矢量含调制波的信息,提高了跟踪的速度的同时,也提高了补偿的精度。采用能量PI控制取代传统PI控制有效地稳定了SAPF直流侧电压,同时对PI参数进行了设计,达到良好的控制效果。第一次把SAPF应用于立体车库系统中,针对特定负荷的SAPF实用化问题进行分析,包括主电路的选择,参数设计等等。建立有源滤波器和某企业立体车库系统的谐波模型,仿真考查有源滤波器的补偿效果。分别对特征负载和立体车库系统的谐波情况进行仿真分析,结果表明,所设计的并联型有源电力滤波器对电流谐波具有良好的补偿效果。本文对有源电力滤波器关键技术进行了应用研究,为今后SAPF装置的研制奠定了理论基础并提供了技术支持,将推动国内产业化的进一步发展。伴随着人们对电能质量要求的日益提高和电力电子技术的逐步完善,SAPF的应用前景将更加广阔。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 课题来源和研究意义
• 1.1.1 课题来源
• 1.1.2 研究意义
• 1.2 有源电力滤波器国内外研究现状和进展
• 1.3 并联型有源电力滤波器的突出优势及其应用前景
• 1.4 并联有源电力滤波器的关键技术
• 1.4.1 目前SAPF 主要的关键技术
• 1.4.2 SAPF 关键技术研究现状和趋势
• 1.5 本文的主要工作
• 第二章 自适应谐波检测适用技术
• 2.1 SAPF 谐波检测方法简介
• 2.2 自适应谐波检测技术
• 2.2.1 自适应噪声对消原理
• 2.2.2 基于自适应消除干扰原理的谐波检测法
• 2.2.3 先进的APF 补偿电流自适应检测方法
• 2.2.4 锁相环产生参考信号电路
• 2.3 仿真结果及分析
• 2.4 小结
• 第三章 空间电压矢量谐波电流跟踪补偿技术
• 3.1 谐波电流跟踪补偿技术控制方法简介
• 3.2 空间电压矢量调制（SVPWM）
• 3.2.1 SVPWM 控制应用于SAPF 控制可行性分析
• 3.2.2 SVPWM 控制技术原理分析
• 3.2.3 SVPWM 控制技术在SAPF 中的应用
• 3.3 数字仿真验证
• 3.4 小结
• 第四章 SAPF 主电路选择和工程实用参数设计
• 4.1 SAPF 主电路拓扑结构的选择
• 4.1.1 SAPF 主电路拓扑结构
• 4.1.2 SAPF 拓扑结构的选择
• 4.2 三相三线制SAPF 的实际应用机理
• 4.3 工程实用参数设计
• 4.4 小结
• 第五章 SAPF 直流侧电压稳定性控制技术
• 5.1 SAPF 直流侧电压稳定控制的意义
• 5.2 SAPF 直流侧电压分析
• 5.2.1 SAPF 直流侧电压和系统电源侧电压关系
• 5.2.2 三相三线SAPF 直流侧电压分析
• 5.2.3 三相三线SAPF 直流侧电压稳定控制
• 5.3 数字仿真验证
• 5.4 小结
• 第六章 关键实用技术的综合应用仿真
• 6.1 三相三线制SAPF 在三相整流全桥负荷中的仿真研究
• 6.1.1 仿真模型的建立
• 6.1.2 仿真结果
• 6.2 三相三线制SAPF 在立体车库系统谐波负荷中的仿真研究
• 6.2.1 仿真模型的建立
• 6.2.2 仿真结果
• 6.3 小结
• 第七章 总结与展望
• 7.1 结论
• 7.2 展望
• 参考文献
• 发表论文和科研情况说明
• 致谢